Question

【题目】钛是一种性能非常优越的金属，21世纪将是钛的世纪。

(1)TiO2薄膜中掺杂铬能显著提高光催化活性。基态Cr原子的核外电子排布式为____。

(2)四乙醇钛能增加橡胶在金属表面的粘附性。其制备原理如下：TiCl4+4CH3CH2OH+4NH3=Ti(OCH2CH3)4+4NH4Cl

①Ti(OCH2CH3)4可溶于有机溶剂，常温下为淡黄色透明液体，其晶体类型为____

②N和O位于同一周期，O的第二电离能大于N的第二电离能的原因是_____；

③NH4Cl中存在的作用力有_____，NH4Cl熔沸点高于CH3CH2OH的原因是_____，Ti(OCH2CH3)4分子中C原子的杂化形式均为 ____。

(3)钛酸锶(SrTiO3)可作电子陶瓷材料和人造宝石，其中一种晶胞结构如图所示。若Ti位于顶点位置，O位于____位置；已知晶胞参数为a nm，Ti位于O所形成的正八面体的体心，则该八面体的边长为_____ m(列出表达式)。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d54s1 分子晶体 O和N分别失去一个电子后的价电子排布式1s22s22p3和1s22s22p2，前者是半充满结构，比后者稳定，所以第二电离能，前者大于后者 配位键、离子键、共价键 前者为离子晶体，后者为分子晶体（或离子键强于分子间作用力），离子晶体的熔沸点高于分子晶体的熔沸点 sp3杂化 棱心 a×10-9

【解析】

(1)根据核外电子的排布规则写出铬的核外电子排布式，注意3d轨道为半充满状态；

(2)①可溶于有机溶剂，根据相似相容原理，判断晶体的类型；

②写出N和O价电子排布式，然后分析；

③从氯化铵的电子式，判断化学键的类型；从晶体的类型不同判断熔沸点差异的原因；Ti(OCH2CH3)4分子中C原子的成键数目判断杂化方式；

(3)从晶胞的内部结构，根据Ti的位置，判断氧的位置；根据Ti和O的距离，计算八面体的边长。

(1)Cr原子是24号元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1；

(2) ① Ti(OCH2CH3)4可溶于有机溶剂，有机溶剂大多数都是分子晶体，根据相似相溶，Ti(OCH2CH3)4是分子晶体；

②O和N分别失去一个电子后的价电子排布式2s22p3和2s22p2，前者是半充满结构，比后者稳定，所以第二电离能，前者大于后者；

③根据氯化铵的电子式：，可以看出氯化铵中的化学键有铵根离子和氯离子间的离子键，氮原子和氢原子间共价键，氮原子与三个氢原子形成三对共价键，剩余一对电子与氢原子形成一对配位键，所以氯化铵中存在的作用力有离子键，共价键，配位键；

Ti(OCH2CH3)4分子中C均形成四对σ键，故杂化方式为sp3杂化；

(3)从图中可以看出，若Ti位于顶点位置，则O可以看成位于棱心的中心位置；

Ti位于O所形成的正八面体的体心，八面体中Ti和O构成了一个等腰直角三角形，直角边长为a，斜边长为=anm=a×10-9m。