Question

【題目】我國(guó)首架國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)C919采用的先進(jìn)材料主要有第三代鋁鋰合金、碳纖維復(fù)合材料及鈦合金等。回答下列問題：

基態(tài)原子核外電子排布式為______，其核外電子占據(jù)最高能層的符號(hào)是______。

電子結(jié)合能是指在中性原子中當(dāng)其他電子均處在可能的最低能態(tài)時(shí)，某電子從指定的軌道上電離時(shí)所需能量的負(fù)值。Li的2s軌道電子結(jié)合能比1s軌道的______填“大”或“小”，原因是______。

基碳纖維是以聚丙烯腈纖維為原料的碳纖維。丙烯腈分子中鍵和鍵的個(gè)數(shù)比為______，碳原子間共價(jià)鍵的鍵角約為______。

工業(yè)上用鎂還原的方法制備金屬鈦，元素Mg、Ti、Cl的電負(fù)性分別為、、，的熔點(diǎn)______的熔點(diǎn)填“高于”或“低于”。

鈦存在兩種同素異構(gòu)體，采納六方最密堆積，采納體心立方堆積，鑒別兩種鈦晶體可以用______法，由轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>晶體體積______填“膨脹”或“收縮”。

由Ba、Ti和O組成的三元離子晶體中，晶胞的頂點(diǎn)被占據(jù)，體心被占據(jù)，面心被占據(jù)，晶胞參數(shù)，該晶體的化學(xué)式為______。為140pm，則為______

Answer 1

【答案】 N 大 2s軌道上的電子離核遠(yuǎn)，能量高，電離時(shí)需要的能量少 2：1 120° 高于 X—射線衍射法 膨脹

【解析】

（1）Ti為22號(hào)元素，根據(jù)構(gòu)造原理書寫其電子排布式；因其核外電子所處最高能層為第四層，故最高能層符號(hào)為N；

（2）從電子結(jié)合能概念角度分析Li的2s軌道電子結(jié)合能與1s軌道結(jié)合能大小關(guān)系，重點(diǎn)理解電子結(jié)合能取負(fù)值；

（3）從丙烯腈分子的結(jié)構(gòu)式分析，判斷其σ鍵數(shù)目和π鍵數(shù)目，碳原子間共價(jià)鍵的鍵角需要分析中間C原子的雜化方式；

（4）元素Mg、Ti、Cl的電負(fù)性分別為、、，由此可知，Mg、Cl的電負(fù)性差值大于1.7，為離子晶體，Ti、Cl的電負(fù)性差值小于1.7，為分子晶體；

（5）鑒別晶體堆積方式常用方法是X射線衍射法，αTi采納六方最密堆積，βTi采納體心立方堆積，由于六方最密堆積空間利用率大于體心立方堆積，故由αTi轉(zhuǎn)化為βTi晶體體積膨脹；

（6）根據(jù)均攤法，計(jì)算得到晶體的化學(xué)式為BaTiO3，在該晶胞中Ba2+處在頂點(diǎn)位置，O2處在面心位置，面對(duì)角線長(zhǎng)度等于2倍r(Ba2+)加上2倍r(O2)，即可求出r(Ba2+)。

為22號(hào)元素，Ti的基態(tài)原子核外電子排布式為，最高能層符號(hào)為N；

故答案為：；N；

電子結(jié)合能指的是在中性原子中當(dāng)其他電子均處在可能的最低能態(tài)時(shí)，某電子從指定的軌道上電離時(shí)所需能量的負(fù)值，這里注意是所需能量的負(fù)值。因?yàn)?/span>Li的2s軌道上的電子離原子核比較遠(yuǎn)，能量較高，電離時(shí)需要的能量少，故2s軌道電子結(jié)合能比1s軌道的大；

故答案為：大；2s軌道上的電子離核遠(yuǎn)，能量高，電離時(shí)需要的能量少；

（3）1個(gè)丙烯腈分子中有3個(gè)C—H鍵、1個(gè)C=C鍵、1個(gè)C—C鍵、1個(gè)C≡N鍵，單鍵全為σ鍵，雙鍵中含1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵，三鍵中含1個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵，1個(gè)丙烯腈分子中含6個(gè)鍵和3個(gè)鍵，中間的C原子采取雜化，故鍵角為；故答案為：2：1；；

元素Mg、Ti、Cl的電負(fù)性分別為、、，Cl與Mg的電負(fù)性差值為1.8>1.7，為離子晶體，Cl與Ti的電負(fù)性差值為1.5<1.7，為分子晶體，則的熔點(diǎn)高于的熔點(diǎn)；

故答案為：高于；

鑒別晶體堆積方式的方法是X—射線衍射法；六方最密堆積空間利用率比體心立方堆積空間利用率高，由轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>晶體體積膨脹；

故答案為：X—射線衍射法；膨脹；

由結(jié)構(gòu)可知位于晶胞的頂點(diǎn)，數(shù)目為個(gè)，位于體心，有1個(gè)，位于面心，數(shù)目為個(gè)，故化學(xué)式為，由晶胞結(jié)構(gòu)可知，所以；

故答案為：；。