Question

【題目】鈦被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬，回答下列問題：

(1)金屬鈦晶胞如圖1所示，為___________堆積（填堆積方式）。

(2)納米TiO2是一種應用廣泛的催化劑，其催化的一個實例如圖2。化合物乙的沸點明顯高于化合物甲，主要原因是________________。

(3)硫酸氧鈦晶體中陽離子為鏈狀聚合形式的離子，結構如圖3所示，其化學式為_______________。

(4)鈣鈦礦晶體的結構如圖4所示。鈦離子位于立方晶胞的頂角，被__________個氧離子包圍成配位八面體；鈣離子位于立方晶胞的體心，被__________個氧離子包圍，鈣鈦礦晶體的化學式為____________。

Answer 1

【答案】六方最密 化合物乙含有N—H鍵，化合物乙分子間形成氫鍵 （或） 6 12 CaTiO3

【解析】

(1)Ti原子核電荷數為22，價電子排布式為3d24s2，金屬鈦晶胞結構為二層相互錯開，第三層正對第一層的方式堆積而成的；

(2)化合物甲與化合物乙均為分子晶體，但化合物乙分子間可形成氫鍵，故分子間作用力比化合物甲強；

(3)該圖中每個Ti原子連接O原子個數=2×=1，即Ti、O原子個數之比為1：1，由此確定其化學式；

(4)鈦晶礦晶胞中鈦離子與周圍六個氧原子包圍形成八面體，立方體晶胞共有12個邊長，每條邊長的中點是一個氧原子，共12個氧原子，包圍著中心的鈣離子，可以根據晶胞的均攤原則確定晶胞的化學式。

(1)鈦原子的價電子排布式為3d24s2，根據其晶胞結構可知，晶體鈦為六方最密堆積形；

(2)化合物乙分子中有-NH2，因此其分子間存在氫鍵，而化合物甲分子之間只存在分子間作用力，因此化合物乙的沸點比化合物甲高；

(3)該圖中每個Ti原子連接O原子個數=2×=1，即Ti、O原子個數之比為1：1，其化學式為(TiO)n2n+(或TiO2+)；

(4)鈦離子位于立方晶胞的角頂，被6個氧離子包圍成配位八面體；鈣離子位于立方晶胞的體心，被12個氧離子包圍；每個晶胞中鈦離子和鈣離子均為1個，晶胞的12個邊長上各有一個氧原子，根據均攤原則，每個晶胞實際占有氧原子數目為12×=3，則晶胞的化學式為CaTiO3。