Question

【題目】鈦及其化合物的研究與應(yīng)用越來(lái)越受到人們的重視。

(1)Ti(BH4)2是一種過(guò)渡元素硼氫化物儲(chǔ)氫材料，可由TiCl4和LiBH4反應(yīng)制得。

①在基態(tài)Ti2＋中，電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為_____，該能層具有的原子軌道數(shù)為____

②LiBH4由Li＋和BH4-構(gòu)成，BH4-的立體結(jié)構(gòu)是____，根據(jù)化合物LiBH4判斷，Li、B、H的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)?/span>_____。

③TiCl4在常溫下是無(wú)色液體，則TiCl4屬于_______(填“原子”“分子”或“離子”)晶體。

(2)高分子納米活性鈦無(wú)霸是借助紫外線或太陽(yáng)光的照射，在其表面產(chǎn)生氧化性極強(qiáng)的活性離子，這種活性離子可以分解生活中的一些有害物質(zhì)(如苯、甲醛、丙酮等)。

①丙酮()分子中含有π鍵與σ鍵數(shù)目之比為______。

②甲醛()分子中C原子軌道雜化類型為_______；

甲醛易溶于水，原因是：a.甲醛和水都是極性分子，b._______。

(3)某種氮化鈦晶體的晶胞如圖所示，該晶體中與N原子距離相等且最近的N原子有__個(gè)，Ti原子的配位數(shù)為______；該晶胞中N、Ti原子之間的最近距離為a nm，則該氮化鈦晶體的密度為_______g·cm－3(NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，只列計(jì)算式)。

Answer 1

【答案】M 9 正四面體形 H>B>Li 分子 1∶9 sp2雜化 甲醛與水分子之間能形成氫鍵 12 6

【解析】

（1）①鈦是22號(hào)元素，Ti2+核外有20個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理知其基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d2；

②BH4-中B原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，孤電子對(duì)數(shù)為0；非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大，金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越��；

（2）①丙酮分子中含有碳氧雙鍵，1個(gè)丙酮分子中含有6個(gè)碳?xì)洇益I，2個(gè)碳碳σ鍵，1個(gè)碳氧σ鍵，共有9個(gè)σ鍵，1個(gè)碳氧π鍵；

②甲醛分子中含有碳氧雙鍵；甲醛分子與水分子之間可以形成氫鍵；

（3）以晶胞頂點(diǎn)N原子研究，與之距離相等且最近的N原子處于面心位置；以體心的Ti原子研究，其周圍有6個(gè)N原子；依據(jù)均攤法計(jì)算。

（1）①鈦是22號(hào)元素，Ti2+核外有20個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理知其基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d2，由電子排布式可知，電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為M，該能層具有的原子軌道數(shù)為（1+3+5）=9，故答案為：M；9；

②BH4-中B原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，孤電子對(duì)數(shù)為0，則BH4-的空間構(gòu)型為正四面體形；非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大，金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越小，Li為金屬元素，非金屬性H元素大于B元素，則電負(fù)性強(qiáng)弱順序?yàn)?/span>H>B>Li，故答案為：正四面體；H>B>Li；

③TiCl4在常溫下是無(wú)色液體，說(shuō)明沸點(diǎn)低，屬于分子晶體，故答案為：分子晶體；

（2）①丙酮分子中含有碳氧雙鍵，1個(gè)丙酮分子中含有6個(gè)碳?xì)洇益I，2個(gè)碳碳σ鍵，1個(gè)碳氧σ鍵，共有9個(gè)σ鍵，1個(gè)碳氧π鍵，則分子中含有π鍵與σ鍵數(shù)目之比為1:9，故答案為：1:9；

②甲醛分子中含有碳氧雙鍵，則碳原子軌道的雜化類型為sp2雜化；甲醛分子與水分子之間可以形成氫鍵，氫鍵的存在能夠大大增強(qiáng)物質(zhì)的溶解性，故答案為：甲醛與水分子之間形成氫鍵；

（3）以晶胞頂點(diǎn)N原子研究，與之距離相等且最近的N原子處于面心位置，每個(gè)頂點(diǎn)為8個(gè)晶胞共用，每個(gè)面為2個(gè)晶胞共用，故與之距離相等且最近的N原子為=12；以體心的Ti原子研究，其周圍有6個(gè)N原子，配位數(shù)為6,；根據(jù)均攤法，可知該晶胞中N原子個(gè)數(shù)為：6×+8×=4，該晶胞中Ti原子個(gè)數(shù)為：1+12×=4，晶胞的質(zhì)量為mol×62g/mol=（2a×10-7）3cm3×ρ，ρ=g/cm3。