Question

人類在使用金屬的歷史進(jìn)程中，經(jīng)歷了銅、鐵、鋁之后，第四種將被廣泛應(yīng)用的金屬被科學(xué)家預(yù)測是鈦（Ti），它被譽(yù)為“未來世紀(jì)的金屬”．試回答下列問題：

（1）Ti元素在元素周期表中的位置是第

 

周期第

 

族；其基態(tài)原子的電子排布式為

 

．
（2）在Ti的化合物中，可以呈現(xiàn)+2、+3、+4三種化合價(jià)，其中以+4價(jià)的Ti最為穩(wěn)定．偏鈦酸鋇的熱穩(wěn)定性好，介電常數(shù)高，在小型變壓器、話筒和擴(kuò)音器中都有應(yīng)用．偏鈦酸鋇晶體中晶胞的結(jié)構(gòu)示意圖如圖甲所示，它的化學(xué)式是

 

，其中Ba²⁺的氧配位數(shù)為

 

，
（3）常溫下的TiCl₄是有刺激性臭味的無色透明液體，熔點(diǎn)-23.2℃，沸點(diǎn)136.2℃，所以TiCl₄固體是

 

晶體．
（4）已知Ti³⁺可形成配位數(shù)為6的配合物，其空間構(gòu)型為正八面體，如圖乙所示，我們通�？梢杂脠D丙所示的方法來表示其空間構(gòu)型（其中A表示配體，M表示中心原子）．配位化合物[Co（NH₃）₄Cl₂]的空間構(gòu)型也為八面體型，請?jiān)趫D丁方框中將它的所有同分異構(gòu)體畫出．

Answer 1

考點(diǎn)：配合物的成鍵情況,原子核外電子排布,晶胞的計(jì)算

專題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）根據(jù)元素周期表可知Ti元素的位置，根據(jù)核外電子排布規(guī)律可寫出Ti元素的基態(tài)原子的價(jià)電子層排布式；
（2）在每個(gè)晶胞中均有一個(gè)Ba原子，四個(gè)Ti原子被四個(gè)晶胞共用，每個(gè)晶胞中只有一個(gè)Ti，12個(gè)C原子均被四個(gè)晶胞共用，每個(gè)晶胞中含有3個(gè)O原子；
（3）根據(jù)各類晶體的性質(zhì)判斷晶體類型；
（4）Co³⁺位于正八面體的中心，NH₃和Cl^-位于正八面體頂點(diǎn)，當(dāng)兩個(gè)Cl^-相鄰時(shí)為一種結(jié)構(gòu)，兩個(gè)Cl^-不相鄰時(shí)為另一種結(jié)構(gòu)，共有兩種結(jié)構(gòu)．

解答： 解：（1）根據(jù)元素周期表可知Ti元素位于元素周期表的第四周期第ⅣB族，Ti元素是24號(hào)元素，根據(jù)核外電子排布規(guī)律可知，它的基態(tài)原子的電子層排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²，所以它的價(jià)電子排布式為：3d²4s²；
故答案為：四；ⅣB；3d²4s²；
（2）在每個(gè)晶胞中均有一個(gè)Ba原子，四個(gè)Ti原子被四個(gè)晶胞共用，每個(gè)晶胞中只有一個(gè)Ti，12個(gè)C原子均被四個(gè)晶胞共用，每個(gè)晶胞中含有3個(gè)O原子，故化學(xué)式為BaTiO₃，配位數(shù)為12；
故答案為：BaTiO₃；12；
（3）常溫下的TiCl₄是有刺激性臭味的無色透明液體，熔點(diǎn)-23.2℃，沸點(diǎn)136.2℃，熔沸點(diǎn)較低，晶體由分子形成，屬于分子晶體；
故答案為：分子；
（4）Co³⁺位于正八面體的中心，NH₃和Cl^-位于正八面體頂點(diǎn)，當(dāng)兩個(gè)Cl^-相鄰時(shí)為一種結(jié)構(gòu)，兩個(gè)Cl^-不相鄰時(shí)為另一種結(jié)構(gòu)，共有兩種結(jié)構(gòu)，即：，故答案為：．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了元素周期律的作用、晶胞的計(jì)算，分子間作用力對(duì)物質(zhì)的狀態(tài)等方面的影響以及同分異構(gòu)體等內(nèi)容，綜合性強(qiáng)，難度較大．