Question

【題目】金屬鈦(Ti)是一種具有許多優良性能的的金屬，鈦和鈦合金被認為是21世紀的重要金屬材料。

(1)Ti(BH4)2是一種過渡元素硼氫化物儲氫材料。

①Ti2＋基態的電子排布式可表示為_____________________。

②BH的空間構型是________________________________(用文字描述)。

③與鈦同周期的所有元素的基態原子中，未成對電子數與鈦相同的元素有________種。

(2)二氧化鈦(TiO2 )是常用的、具有較高催化活性和穩定性的光催化劑，常用于污水處理。

①納米TiO2催化的一個實例如下圖所示。

化合物甲的分子中采取sp2雜化方式的碳原子個數為________， 化合物乙中采取sp3雜化的原子的第一電離能由小到大的順序為____________。

②在 TiO2催化作用下，可將CN－ 氧化成CNO－ ，進而得到N2 。與CNO－ 互為等電子體的分子、離子化學式分別為_____________、_______________(各寫一種)。

(3)金屬鈦內部原子的堆積方式與銅相同，都是面心立方堆積方式，如下圖。若該晶胞的密度為ρ g·cm－3，阿伏加德羅常數為NA，則該晶胞的邊長為________cm。

Answer 1

【答案】 1s22s22p63s23p63d2 正四面體 3 7 C＜ O＜ N CO2(或N2O、CS2、BeCl2等合理均可給分) SCN－

【解析】（1）①鈦是22號元素，Ti2+核外有20個電子，根據構造原理，其基態核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d2；②BH4-中B原子價層電子對=4+（3+1-4×1）=4，且沒有孤電子對，所以是正四面體結構；③在第四周期的所有元素的基態原子中，未成對電子數與鈦相同的元素有Ni核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d84s2，Ge核外電子排布式是:1s22s22p63s23p64s24p2，Se核外電子排布式是1s22s22p63s23p64s24p4，共3種。

（2）①在化合物甲中的苯環上的6個C原子和羰基的Ｃ原子采取sp2雜化方式，一共７個；在化合物乙中采取sp3雜化的原子有苯環的C原子、N原子、O原子。其中N原子的核外電子排布式為1s22s22p3，處于半充滿的穩定狀態，失去電子比較難。一般情況下，元素的原子序數越大，原子半徑越小，原子的第一電離能就越大。所以這三種元素原子的第一電離能由小到大的順序為C<O<N。②等電子體為原子數目相等、價電子數相等，故與CNO－ 互為等電子體的分子、離子化學式分別為：CO2(或N2O、CS2、BeCl2等)、SCN－。

（3）晶胞中Ti的個數，Ti位于頂點的8×＝1，位于面上：6×＝3，共有4個，晶胞的質量為 g，根據密度的定義，邊長為 。