题目内容
【题目】钛的化合物如TiO2、Ti(NO3)4、TiCl4、 Ti(BH4)2等均有着广泛用途。
(1)写出Ti的基态原子的外围电子排布式____________。
(2)TiCl4熔点是-25℃,沸点136.4℃,可溶于苯或CCl4,该晶体属于_____晶体;BH4-中B原子的杂化类型为____________;
(3)在 TiO2催化作用下,可将CN-氧化成CNO-,进而得到N2。与CNO-互为等电子体的分子化学式为_________________。
(4)Ti3+可以形成两种不同的配合物:[Ti(H2O)6]Cl3(紫色),[TiCl(H2O)5]Cl2H2O(绿色),两者配位数_____(填“相同”或“不同”),绿色晶体中配体是______。
(5)TiO2难溶于水和稀酸,但能溶于浓硫酸,析出含有钛酰离子的晶体,钛酰离子常成为链状聚合形式的阳离子,其结构形式如图1,化学式为____________。
(6)金属钛内部原子的堆积方式是面心立方堆积方式,如图2。若该晶胞的密度为g/cm3,阿伏加德罗常数为NA,则该晶胞的边长为______________cm。
【答案】3d24s2分子晶体sp3CO2(或N2O、CS2、BeCl2等合理均可给分,写成离子的不得分)相同Cl﹣、H2O[TiO]n2n+
【解析】(1)钛是22号元素,根据构造原理知其基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2,则其基态原子的外围电子排布式为3d24s2 ;
(2)因TiCl4在常温下是无色液体,熔点-23.2℃,沸点136.2℃,熔沸点低,由此可判断 TiCl4是由共价键结合的分子,晶体类型属于分子晶体,BH4-中B原子价层电子对=4+(3+1-4×1)=4,且没有孤电子对,则BH4-中B原子的杂化类型为sp3;
(3)CNO-中含有3个原子,16个价电子,所以其等电子体中分子为:CO2(或N2O、CS2、BeCl2等),离子为:SCN-或(N3-)等;
(4)[Ti( H2O)6]Cl3(紫色),配体为:H2O,配位数为6,[TiCl(H2O)5]Cl2H2O(绿色),配体为Cl-、H2O,配位数为6,两者配位数相同;
(5)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;Ti元素为+4价、O元素为-2价,据此书写其化学式为[TiO]n2n+;
(6)在每个钛的晶胞中含有钛原子数为8×+6×=4,设晶胞的连长为a,根据ρ=有,ρ=,所以a=cm=cm。