Question

【题目】钒和钛金属的性能都很优越，在航空航天领域用途广泛。回答下列问题：

（1）钛元素基态原子的电子排布式为______________，未成对电子数为_______________个。

（2）[TiO(H2O2)2]2+配离子呈黄色。提供中心原子孤电子对的成键原子是_____________(填元素符号），中心原子的化合价为_____________；配体之一H2O2中氧原子杂化类型为__________，H2O2分子中氧原子的价层电子对互斥模型是______________。

（3）单质钒及钛都是由______________键形成的晶体，己知金属钛是六方最密堆积，金属钒是体心立方堆积，则__________(填“钛”，或“钒”)的空间利用率较大。

（4）碳化钒主要用于制造钒钢及碳化物硬质合金添加剂，其晶胞结构如图所示。

(小球为V原子)

①晶胞中碳原子与钒原子的数量比为____________。

②该晶胞中与碳原子距离最近且相等的碳原子个数为_____________。

③若合金的密度为dg· cm-3，晶胞参数α=______nm。

Answer 1

【答案】 [Ar]3d24s2 2 O +4 sp3 四面体形 金属 钛 1：1 【答题空10】12 ×107

【解析】（1）钛元素基态原子的电子排布式为[Ar]3d24s2，未成对电子为3d轨道上的2个电子，因为根据洪特规则，这2个电子要分占两个不同的轨道且自旋状态相同。

（2）[TiO(H2O2)2]2+配离子呈黄色。提供中心原子孤电子对的成键原子是O，中心原子的化合价为+4；配体之一H2O2中氧原子的价层电子对是4个，所以其杂化类型为sp3，H2O2分子中氧原子的价层电子对互斥模型是四面体形。

（3）单质钒及钛都是由金属键形成的晶体，己知金属钛是六方最密堆积，金属钒是体心立方堆积，则钛的空间利用率较大。

（4）由碳化钒晶胞结构可知，该晶胞中V原子数为12+1=4，C原子数为8。

①晶胞中碳原子与钒原子的数量比为1：1。

②以晶胞面心为中心，可以找到3个互相垂直的正方形，面心到正方形的四个顶点距离最近且相等，所以在一个晶胞中能找到该晶胞中与碳原子距离最近且相等的碳原子个数为12。

③若合金的密度为dg· cm-3，1mol此晶胞的质量为63g，1mol此晶胞的体积为NAa3，则dg· cm-3=，晶胞参数α= cm=×107nm。