Question

鈦是20世紀50年代發展起來的一種重要的結構金屬，鈦合金因具有強度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點而被廣泛用于各個領域．

（1）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

 

（填元素符號）．
（2）[Ti（OH）₂（H₂O）₄]²⁺中的化學鍵有

 

．
a．σ鍵     b．π鍵    c．離子鍵    d．配位鍵
（3）納米TiO₂是一種應用廣泛的催化劑，納米TiO₂催化的一個實例如圖1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

 

．
（4）有一種氮化鈦晶體的晶胞如圖2所示，該晶體的化學式為

 

，該晶體中Ti原子周圍與它距離最近且相等的N原子的個數

 

．

Answer 1

考點：晶胞的計算,原子核外電子排布,元素電離能、電負性的含義及應用,化學鍵

專題：化學鍵與晶體結構

分析：（1）根據Ti原子序數，寫出價電子排布式，確定未成對電子數，再確定元素；
（2）根據離子內的離子和原子團組成特點來判斷化學鍵類型；
（3）根據碳原子組成的空間構型和成鍵類型來確定其雜化方式；判斷以sp³雜化的原子，再根據第一電離能的遞變規律判斷其第一電離能的大��；
（4）利用均攤法來確定其化學式；觀察圖2確定Ti所在位置判斷Ti的配位數．

解答： 解：（1）Ti原子序數為22，價電子排布式為，3d²4s²，不成對電子數為2，再根據同周期其他原子價電子排布式，Ni價電子排布式為3d⁸4s²，Ge價電子排布式為4s²4p²，Se價電子排布式為4s²4p⁴，故答案為：Ni、Ge、Se；
（2）OH^-和H₂O中H和O都是以σ結合在一起，Ti⁴⁺提供空軌道，H₂O和OH^-提供孤對電子，形成配位鍵，無π鍵和離子鍵，故答案為：ad；
（3）化合物甲中苯環C和羰基C以sp²雜化，共7個C；以sp³雜化方式的原子有O、N、C，由于N原子2p軌道半充滿，第一電離能高于O，故答案為：C＜O＜N；
（4）觀察晶胞N位于立方體的頂點和面心位置，N數=8×

1

8

+6×

1

2

=4；Ti位于晶胞內，有4個，化學式可寫為TiN；觀察圖2可知與Ti相連的N有四個，組成正四面體，故答案為：TiN；4．

點評：本題考查電子排布式、分子空間構型、雜化類型的判斷以及有關晶體的計算，解題時注意總結如何書寫電子排布式，如何判斷分子空間構型以及有關晶體計算等方法．