Question

【題目】[選做題——物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]

金屬鈦(Ti)是一種具有許多優(yōu)良性能的的金屬，鈦和鈦合金被認(rèn)為是21世紀(jì)的重要金屬材料。

(l) Ti(BH4)2是一種過(guò)渡元素硼氫化物儲(chǔ)氫材料。

① Ti2＋基態(tài)的電子排布式可表示為_____________________。

② BH4－的空間構(gòu)型是______________________（用文字描述）。

③ 與鈦同周期的所有元素的基態(tài)原子中，未成對(duì)電子數(shù)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(wěn)定性的光催化劑，常用于污水處理。

①納米TiO2催化的一個(gè)實(shí)例如下圖所示。

化合物甲的分子中采取雜化方式的碳原子個(gè)數(shù)為______________， 化合物乙中采取雜化的原子的第一電離能由小到大的順序?yàn)?/span>________________。

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

(3)金屬鈦內(nèi)部原子的堆積方式與銅相同，都是面心立方堆積方式，如圖。若該晶胞的密度為，阿伏加德羅常數(shù)為，則該晶胞的邊長(zhǎng)為______________cm。

Answer 1

【答案】（1）①1s22s22p63s23p63d2 ；②正四面體；③ 3；（2）①7，C〈 O〈 N；②CO2(或N2O、CS2、BeCl2等合理均可給分)，SCN-；（3）。

【解析】試題分析：(1)①Ti位于元素周期表，第四周期IVB族，屬于22號(hào)元素，因此Ti2＋的電子排布式為：1s22s22p63s23p63d2 ；②BH4－含有4個(gè)σ鍵，孤電子對(duì)數(shù)(3＋1－4)/2=0，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，空間構(gòu)型為正四面體；③Ti的價(jià)電子排布式是3d24S2，Ti的未成對(duì)電子對(duì)數(shù)為2個(gè)，同周期含有2個(gè)未成對(duì)電子的是Ni(3d84s2)、Ge(4s24p2)、Se(4s24p4)共有3種元素；(2)①苯環(huán)上的碳原子是sp2雜化，sp2雜化應(yīng)有3個(gè)σ鍵，即羰基上的碳原子是sp2雜化，因此共有7個(gè)，進(jìn)行sp3雜化說(shuō)明價(jià)層電子對(duì)數(shù)是4，即苯環(huán)側(cè)鏈上的C和N，O有2個(gè)σ，2個(gè)孤電子對(duì)，價(jià)層電子對(duì)數(shù)也是4，雜化類型為sp3，同周期從左向右第一電離能增大，但IIA>IIIA，VA>VIA，因此大小順序是C<O<N；②等電子體：原子總數(shù)相等，價(jià)電子數(shù)相同的微粒，因此與CNO－等電子體的是CO2、N2O、CS2、BeCl2、SCN－等；(3)晶胞中Ti的個(gè)數(shù)，Ti位于頂點(diǎn)的8×1/8=1，位于面上：6×1/2=3，共有4個(gè)，晶胞的質(zhì)量為4×48/NAg，根據(jù)密度的定義，邊長(zhǎng)為。