Question

【題目】鈦及其化合物的應(yīng)用正越來越受到人們的關(guān)注。

（1）基態(tài)下原子核外電子排布的最高能級的符號是_____________。與鈦同周期的元素中，基態(tài)原子的未成對電子數(shù)與鈦相同的有_____種。

（2）鈦比鋼輕、比鋁硬，是一種新興的結(jié)構(gòu)材料。鈦硬度比鋁大的原因是________________________。

（3）TiCl4是氯化法制取鈦的中間產(chǎn)物。TiCl4和SiCl4在常溫下都是液體，分子結(jié)構(gòu)相同。采用蒸餾的方法分離SiCl4和TiCl4的混合物，先獲得的餾分是______________（填化學(xué)式）。

（4）半夾心結(jié)構(gòu)催化劑M能催化乙烯、丙烯、苯乙烯等的聚合，其結(jié)構(gòu)如右圖所示。

①組成該物質(zhì)的元素中，電負(fù)性最大的是____________ （填元素名稱）。

②M中，碳原子的雜化形式有________種。

③M中，不含_________（填標(biāo)號）。

a. π鍵 b. σ鍵 c.配位鍵 d.氫鍵 e.離子鍵

（5）金紅石(TiO2)是含鈦的主要礦物之一，具有四方晶系結(jié)構(gòu)。其晶胞結(jié)構(gòu)（晶胞中相同位置的原子相同）如下圖所示。

①4個微粒A、B、C、D中，屬于氧原子的是______________。

②若A、B、C的原子坐標(biāo)分別為A (0,0,0)、B (0.69a,0.69a,c)、c (a, a,c)，則D的原子坐標(biāo)為D （0.19a,_____，______）；鈦氧鍵的鍵長d=________________（用代數(shù)式表示）。

Answer 1

【答案】 3d 3 Ti原子的價電子數(shù)比Al多，金屬鍵更強(qiáng))(（或Ti的原子化熱比Al大，金屬鍵更強(qiáng)等其他合理答案） SiCl4 氧 2 d、e BD 0.81a 0.5c 0.31×a

【解析】（1）基態(tài) Ti 原子核外電排布為 1S 22S 22P 63S 23P 63d 24S 2，且未成對電子數(shù)為2，基態(tài)下原子核外電子排布的最高能級的符號是3d。第 4周期元素中，基態(tài)原子的未成對電數(shù)與鈦相同的有 Ni （3d 84S 2）、 Ge （4S 24P 2）、 Se （4S 24P 4）3種；（2）鈦與鋁同為金屬晶體，金屬晶體的硬度主要由金屬鍵決定，鈦硬度比鋁大的原因是Ti原子的價電子數(shù)比Al多，金屬鍵更強(qiáng))（或Ti的原子化熱比Al大，金屬鍵更強(qiáng)等其他合理答案）。（3）由TiCl4和 SiCl 4在常溫下都是液體，可知，兩者均屬于分子晶體且分子結(jié)構(gòu)相同，分子間作用力是影響晶體物理性質(zhì)的主要因素，相對分子質(zhì)量越大分子間作用力越大，所以，TiCl4比SiCl 4沸點(diǎn)高。采用蒸餾的方法分離SiCl4和TiCl4的混合物，先獲得的餾分是SiCl 4；。

（4）半夾心結(jié)構(gòu)催化劑M中含有C、H、0、Ti、Cl 五種元素，電負(fù)性大小順序?yàn)?/span>O>Cl>C>H>Ti，①組成該物質(zhì)的元素中，電負(fù)性最大的是 氧。；碳原子的雜化形式有sp2、sp3兩種，②M中，碳原子的雜化形式有2種；在半夾心分子結(jié)構(gòu)中，C-C、C-H、C-O原子間存在δ鍵，環(huán)中存在大π鍵、Ti 與O間存在配位鍵，不存在氫鍵與離子鍵。③M中，不含de。（5）晶體結(jié)構(gòu)有7大晶系，每個晶胞含有6個晶胞參數(shù)(棱長a、b、c； 夾角αβγ)，金紅石(TiO2) 是典型的四方晶系，結(jié)構(gòu)中A類原子8×1/8=1、B類原子4×1/2=2、D類原子2×1=2、體心原子1×1=1，原子B、D為O，①4個微粒A、B、C、D中，屬于氧原子的是BD；原子A與體心原子為Ti (Ti :O= 1:2)。結(jié)合晶系與晶胞參數(shù)可得原子坐標(biāo)可A(0,0,0)、B(0.69a,0.69a,c)、C(a,a,c)、D(0.19a,0.81a, 0.5c)、體心(0.5a,0.5a,0.5c)。鈦氧鍵鍵長:d2=(0.31a)2+ (0.31a)2，則d= 0.31× a。