Question

【題目】鈦對(duì)于酸、堿具有較強(qiáng)的耐腐蝕性，密度小，比強(qiáng)度高。已成為化工生產(chǎn)中重要的材料。回答下列問題：

（1）基態(tài)鈦原子的價(jià)電子排布式為______________，其原子核外未成對(duì)電子有_____個(gè)。金屬鈦晶胞如圖所示，晶胞參數(shù)為a=b=295.08pm，c=468.55pm，α=β=90°，γ=120°。金屬鈦為____堆積（填堆積方式），其中鈦原子的配位數(shù)為________。

（2）用熔融的鎂在氬氣中還原TiCl4可得到多空的海綿鈦。已知TiCl4在通常情況下是無色液體，熔點(diǎn)為-23℃，沸點(diǎn)為136℃，可知TiCl4為______晶體。

（3）通過X-射線探明KCl、CaO、TiN晶體與NaCl晶體結(jié)構(gòu)相似，且知兩種離子晶體的晶格能數(shù)據(jù)如下：

離子晶體	KCl	CaO
晶格能（kJ/mol）	715	3401

解釋KCl晶格能小于CaO的原因_________________________。

鈦可與C、N、O等元素形成二元化合物。C、N、O元素的電負(fù)性由大到小的順序是________。

（4）鈣鈦礦晶體的結(jié)構(gòu)如圖所示。晶體的化學(xué)式為___________。

晶胞中的原子可用x、y、z組成的三數(shù)組來表達(dá)它在晶胞中的位置，稱為原子坐標(biāo)。已知原子坐標(biāo)為A（0，0，0）；B（0，1/2，0）；則Ca離子的原子坐標(biāo)為_____________。

Answer 1

【答案】 3d24s2 2 六方最密 12 分子 KCl、CaO均形成的是離子晶體，而K+半徑大于Ca2+，K+電荷量小于Ca2+的、Cl—半徑大于O2—，Cl—電荷量小于O2—的；故KCl晶格能小于CaO的晶格能 O＞N＞C CaTiO3 (， ， )

【解析】(1)鈦原子的核電荷數(shù)為22，其電子排布式為[Ar]3d24s2 ，價(jià)電子排布式為3d24s2，其原子核外d軌道未成對(duì)電子有2個(gè)。如圖所示，金屬鈦為六方最密堆積，其中鈦原子的配位數(shù)為12；

(2)TiCl4在通常情況下是無色液體，熔點(diǎn)為-37℃，沸點(diǎn)為136℃；，由此可判斷 TiCl4是由共價(jià)鍵結(jié)合的分子，晶體類型屬于分子晶體；

(3)KCl、CaO均形成的是離子晶體，而K+半徑大于Ca2+，K+電荷量小于Ca2+的、Cl—半徑大于O2—，Cl—電荷量小于O2—的；故KCl晶格能小于CaO的晶格能；非金屬性越強(qiáng)電負(fù)性越大，C、N、O三元素非金屬性強(qiáng)弱順序?yàn)?/span>O＞N＞C，則電負(fù)性由大到小的順序是O＞N＞C；

(4)這個(gè)晶胞對(duì)位于頂點(diǎn)上的每個(gè)鈦原子占有的份額為，所以，它單獨(dú)占有的鈦原子個(gè)數(shù)為8×=1個(gè)；它對(duì)位于棱上的每個(gè)氧原子占有的份額為，所以，它單獨(dú)占有的氧原子個(gè)數(shù)為12×=3個(gè)；它全部擁有體內(nèi)的那一個(gè)鈣原子，所以，該晶胞中單獨(dú)占有的鈦原子、氧原子和鈣原子的個(gè)數(shù)分別為：1、3、1；所以，該化合物的化學(xué)式為CaTiO3。Ca為晶胞立體晶體的中心，則Ca離子的原子坐標(biāo)為(， ， )。