Question

【題目】釩和鈦金屬的性能都很優越，在航空航天領域用途廣泛。回答下列問題：

（1）鈦元素基態原子的電子排布式為______________，未成對電子數為_______________個。

（2）[TiO(H2O2)2]2+配離子呈黃色。提供中心原子孤電子對的成鍵原子是_____________(填元素符號），中心原子的化合價為_____________；配體之一H2O2中氧原子雜化類型為__________，H2O2分子中氧原子的價層電子對互斥模型是______________。

（3）單質釩及鈦都是由______________鍵形成的晶體，己知金屬鈦是六方最密堆積，金屬釩是體心立方堆積，則__________(填“鈦”，或“釩”)的空間利用率較大。

（4）碳化釩主要用于制造釩鋼及碳化物硬質合金添加劑，其晶胞結構如圖所示。

(小球為V原子)

①晶胞中碳原子與釩原子的數量比為____________。

②該晶胞中與碳原子距離最近且相等的碳原子個數為_____________。

③若合金的密度為dg· cm-3，晶胞參數α=______nm。

Answer 1

【答案】 [Ar]3d24s2 2 O +4 sp3 四面體形 金屬 鈦 1：1 【答題空10】12 ×107

【解析】（1）鈦元素基態原子的電子排布式為[Ar]3d24s2，未成對電子為3d軌道上的2個電子，因為根據洪特規則，這2個電子要分占兩個不同的軌道且自旋狀態相同。

（2）[TiO(H2O2)2]2+配離子呈黃色。提供中心原子孤電子對的成鍵原子是O，中心原子的化合價為+4；配體之一H2O2中氧原子的價層電子對是4個，所以其雜化類型為sp3，H2O2分子中氧原子的價層電子對互斥模型是四面體形。

（3）單質釩及鈦都是由金屬鍵形成的晶體，己知金屬鈦是六方最密堆積，金屬釩是體心立方堆積，則鈦的空間利用率較大。

（4）由碳化釩晶胞結構可知，該晶胞中V原子數為12+1=4，C原子數為8。

①晶胞中碳原子與釩原子的數量比為1：1。

②以晶胞面心為中心，可以找到3個互相垂直的正方形，面心到正方形的四個頂點距離最近且相等，所以在一個晶胞中能找到該晶胞中與碳原子距離最近且相等的碳原子個數為12。

③若合金的密度為dg· cm-3，1mol此晶胞的質量為63g，1mol此晶胞的體積為NAa3，則dg· cm-3=，晶胞參數α= cm=×107nm。