题目内容

(2013?昆明一模)【化学一物质结构与性质】
金属钛性能优越,被誉为继Fe、Al后应用广泛的“第三金属”.
(1)写出Ti基态原子的电子排布
1s22s22p63s23p63d24s2
1s22s22p63s23p63d24s2

(2)钛能与B、C、N、O等非金属元素形成稳定的化合物.则电负性C
B(选填“>”“<”),第一电离能N>O,原因是
N原子中2p轨道处于半充满比较温度,所以第一电离能N>O
N原子中2p轨道处于半充满比较温度,所以第一电离能N>O

(3)月球岩石?玄武岩的主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3).FeTiO3与80%的硫酸反应可生成TiOSO4.SO2-4的空间构型为
正四面体
正四面体
,其中硫原子采用
sp3
sp3
杂化,氧原子的价电子排布图为
,任意写出一种SO2-4的等电子体
ClO4- S2O32- PO43-
ClO4- S2O32- PO43-

(4)将TiOSO4的稀溶液加热水解后,经进一步反应,可得到钛的某种氧化物.该氧化物的晶胞结构图如图所示.则该氧化物的化学式
TiO2
TiO2
(图中钛原子用“O”表示.氧原子用“O”表示)
分析:(1)根据构造原理写出Ti基态原子的电子排布式;
(2)同一周期元素,元素的电负性随着原子序数的增大而增大,元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势,但第IIA族和第VA族元素第一电离能大于其相邻元素,原子的轨道中电子处于半满、全满、全空时比较稳定;
(3)根据价层电子对互斥理论确定其空间构型、杂化方式,氧原子的最外层电子是其价电子,根据其电子排布式写出其价电子排布图,原子个数和价电子数相等的微粒是等电子体;
(4)利用均摊法计算晶胞中含有的各种离子个数,从而确定其化学式.
解答:解:(1)Ti是22号元素,原子核外有22个电子,根据构造原理知Ti基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2,故答案为:1s22s22p63s23p63d24s2
(2)C和B属于同一周期且C的原子序数大于B,所以电负性C>B,N原子中2p轨道处于半充满状态,O原子中2p轨道既不是半充满也不是全空或全满,所以N原子第一电离能比O原子大,故答案为:>;N原子中2p轨道处于半充满比较温度,故第一电离能N>O;
(3)SO42-中价电子数=4+
1
2
(6+2-4×2)
=4,且硫酸根离子中不含孤电子对,所以硫酸根离子呈正四面体构型,采用sp3杂化,氧原子的价电子排布图为,SO42-的等电子体有:ClO4- S2O32- PO43-
故答案为:正四面体形;sp3;ClO4- S2O32- PO43-
(4)Ti原子个数=8×
1
8
+1=2,O原子个数=2+4×
1
2
=4,钛和氧原子个数之比=2:4=1:2,所以其化学式为:TiO2,故答案为:TiO2
点评:本题考查较综合,涉及化学式的确定、电子排布式的书写、电离能、电负性的判断等知识点,电离能、电子排布式的书写、空间构型的判断、杂化方式等知识是考试热点,应重点掌握.
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