Question

【题目】钛及其化合物的研究与应用越来越受到人们的重视。

(1)Ti(BH4)2是一种过渡元素硼氢化物储氢材料，可由TiCl4和LiBH4反应制得。

①在基态Ti2＋中，电子占据的最高能层符号为_____，该能层具有的原子轨道数为____

②LiBH4由Li＋和BH4-构成，BH4-的立体结构是____，根据化合物LiBH4判断，Li、B、H的电负性由大到小的顺序为_____。

③TiCl4在常温下是无色液体，则TiCl4属于_______(填“原子”“分子”或“离子”)晶体。

(2)高分子纳米活性钛无霸是借助紫外线或太阳光的照射，在其表面产生氧化性极强的活性离子，这种活性离子可以分解生活中的一些有害物质(如苯、甲醛、丙酮等)。

①丙酮()分子中含有π键与σ键数目之比为______。

②甲醛()分子中C原子轨道杂化类型为_______；

甲醛易溶于水，原因是：a.甲醛和水都是极性分子，b._______。

(3)某种氮化钛晶体的晶胞如图所示，该晶体中与N原子距离相等且最近的N原子有__个，Ti原子的配位数为______；该晶胞中N、Ti原子之间的最近距离为a nm，则该氮化钛晶体的密度为_______g·cm－3(NA为阿伏加德罗常数的值，只列计算式)。

Answer 1

【答案】M 9 正四面体形 H>B>Li 分子 1∶9 sp2杂化 甲醛与水分子之间能形成氢键 12 6

【解析】

（1）①钛是22号元素，Ti2+核外有20个电子，根据构造原理知其基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d2；

②BH4-中B原子的价层电子对数为4，孤电子对数为0；非金属性越强，电负性越大，金属性越强，电负性越小；

（2）①丙酮分子中含有碳氧双键，1个丙酮分子中含有6个碳氢σ键，2个碳碳σ键，1个碳氧σ键，共有9个σ键，1个碳氧π键；

②甲醛分子中含有碳氧双键；甲醛分子与水分子之间可以形成氢键；

（3）以晶胞顶点N原子研究，与之距离相等且最近的N原子处于面心位置；以体心的Ti原子研究，其周围有6个N原子；依据均摊法计算。

（1）①钛是22号元素，Ti2+核外有20个电子，根据构造原理知其基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d2，由电子排布式可知，电子占据的最高能层符号为M，该能层具有的原子轨道数为（1+3+5）=9，故答案为：M；9；

②BH4-中B原子的价层电子对数为4，孤电子对数为0，则BH4-的空间构型为正四面体形；非金属性越强，电负性越大，金属性越强，电负性越小，Li为金属元素，非金属性H元素大于B元素，则电负性强弱顺序为H>B>Li，故答案为：正四面体；H>B>Li；

③TiCl4在常温下是无色液体，说明沸点低，属于分子晶体，故答案为：分子晶体；

（2）①丙酮分子中含有碳氧双键，1个丙酮分子中含有6个碳氢σ键，2个碳碳σ键，1个碳氧σ键，共有9个σ键，1个碳氧π键，则分子中含有π键与σ键数目之比为1:9，故答案为：1:9；

②甲醛分子中含有碳氧双键，则碳原子轨道的杂化类型为sp2杂化；甲醛分子与水分子之间可以形成氢键，氢键的存在能够大大增强物质的溶解性，故答案为：甲醛与水分子之间形成氢键；

（3）以晶胞顶点N原子研究，与之距离相等且最近的N原子处于面心位置，每个顶点为8个晶胞共用，每个面为2个晶胞共用，故与之距离相等且最近的N原子为=12；以体心的Ti原子研究，其周围有6个N原子，配位数为6,；根据均摊法，可知该晶胞中N原子个数为：6×+8×=4，该晶胞中Ti原子个数为：1+12×=4，晶胞的质量为mol×62g/mol=（2a×10-7）3cm3×ρ，ρ=g/cm3。