Question

【题目】（1）基态钛原子的价电子排布图为

（2）已知TiCl4在通常情况下是无色液体，熔点为﹣37℃ ，沸点为136℃ ，可知TiCl4为 晶体．

（3）硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形式的离子，结构如图所示。该阳离子Ti与O的原子数之比为 。

（4）Co的一种氧化物的晶胞如图所示，在该晶体中与一个钴原子等距离且最近的钴原子有 个；筑波材料科学国家实验室一个科研小组发现了在5K下呈现超导性的晶体，该晶体具有CoO2的层状结构（如图所示，小球表示Co原子，大球表示O原子）。下列用粗线画出的重复结构单元示意图不能描述CoO2的化学组成是 。

（5）由C、Mg、Ni三种元素组成的一种简单立方结构的化合物具有超导性，其晶胞中C位于体心位置，Mg位于顶角，Ni占据面心位置，该化合物的化学式为 ，晶体中Mg原子周围距离最近的Ni原子有 个，该新型超导材料晶胞参数a=0.38nm，计算该晶体的密度 （gcm﹣3）（保留三位有效数字）

（6）金属钛晶胞结构如图所示，设钛原子的半径为r，则该晶胞体积的表达式为

Answer 1

【答案】（1）

（2）分子晶体

（3）1：1；

（4）12；D

（5）MgNi3C； 12；6.45gcm-3（2分）

（6）8 r3（2分）

【解析】试题分析：（1）Ti原子价电子为3d、4s电子，3d能级上有2个电子、4s能级上有2个电子，其价电子排布图为。

故答案为：；

（2）分子晶体熔沸点较低，该物质熔沸点较低，属于分子晶体。

故答案为：分子；

（3）每个O原子被两个Ti原子共用、每个Ti原子被两个O原子共用，利用均摊法计算二者原子个数之比为1：1。

故答案为：1：1；

（4）由氧化物晶胞结构可知晶胞中Co、O原子数目之比为1：1，假设黑色球为Co原子，以顶点Co原子为研究对象，与之等距离且最近的钴原子位于面心，每个顶点为8个晶胞共用，每个面心为2个晶胞共用，在该晶体中与一个钴原子等距离且最近的钴原子数目为=12；

CoO2的重复结构单元示意图中Co、O原子数目之比应为1：2，由图象可知：A中Co、O原子数目之比为1：4×=1：2，符合；B中Co、O原子数目之比为（1+4×）：4=1：2，符合；C中Co、O原子数目之比为4×：4×=1：2，符合；D中Co、O原子数目之比为1：4×=1：1，不符合。

故答案为：12；D；

（5）晶胞中碳位于体心，只有1个，镁位于角上，每个镁原子被8个晶胞共用，故每个晶胞中镁原子个数为8×=1个，镍位于面心，每个镍原子被两个晶胞共用，故每个晶胞中镍原子个数为6×=3个，故晶体化学式为MgNi3C；每个晶胞中镁周围有3个镍原子，每个镁被八个晶胞共用，上方的四个晶胞中有六个镍原子，对称的下方也有六个，一共12个；

晶体的密度：ρ=。

故答案为：MgNi3C；12；6.45gcm-3。

（6）金属钛晶胞结构如图所示，设钛原子的半径为r，则该晶胞边长约为2r，所以其体积的表达式为(2r)3=8r3。

故答案为：8r3。