Question

1．氮化钛（Ti₃N₄）为金黄色晶体，是市售仿金品的重要成份．以TiCl₄为原料，经过一系列反应（见图1）可以制得Ti₃N₄和纳米TiO₂．

①基态Ti³⁺中未成对电子数有1个；与Ti同族下一周期元素Zr的基态原子的外围电子排布式为4d²5s²；钛元素最高化合价为+4．
②图1中的M是短周期金属元素，M的部分电离能如下表．

	I1	I2	I3	I4	I5
电离能/kJ•mol-1	738	1 451	7 733	10 540	13 630

M是Mg （填元素符号），该金属晶体的堆积模型为A₃型最密堆积又称六方最密堆积．
③纳米TiO₂是一种应用广泛的催化剂，某有机反应如图2所示．甲分子中采取sp²杂化的碳原子有7个，乙分子中采取sp³杂化的原子对应的元素的电负性由大到小的顺序为O＞N＞C．

Answer 1

分析 ①Ti原子核外电子数为22，根据能量最低原理书写Ti³⁺核外电子排布式，确定Ti³⁺未成对电子数；与Ti同族下一周期元素质子数相差18，即Zr的质子数为40，据此书写其外围电子排布式，钛元素最高化合价为Ti³⁺再失去未成对电子数形成的化合价；
②M是短周期金属元素，M的第三电离能剧增，处于ⅡA族，能与TiCl₄反应置换出Ti，则M为Mg，Mg晶体属于六方最密堆积；
③采取sp²杂化的碳原子价层电子对数是3，采取sp³杂化的原子价层电子对数是4，乙中采取sp³杂化的原子有C、N、O，同一周期元素中，元素的电负性随着原子序数的增大．

解答 解：①Ti为22号元素，原子核外电子排布为1s²2s²2p⁶3S²3p⁶3d²4s²，基态Ti³⁺的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹，3d¹其未成对电子数是1，与Ti同族下一周期元素质子数相差18，即Zr的质子数为40，Zr的基态原子的电子排布式为1s²2s²2p⁶3S²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d²5s²，外围电子排布式为：4d²5s²，钛元素最高化合价为Ti³⁺再失去1个未成对电子，为+4价，
故答案为：1；4d²5s²；+4；
②M是短周期金属元素，M的第三电离能剧增，处于ⅡA族，能与TiCl₄反应置换出Ti，则M为Mg．Mg晶体属于六方最密堆积，
故答案为：Mg；六方最密堆积；
③化合物甲的分子中采取sp²杂化的碳原子为苯环上的六个、羰基中的一个，共7个；采取sp³杂化的原子价层电子对数是4，乙中采取sp³杂化的原子有C、N、O，同一周期元素中，元素电负性随着原子序数依次增加电负性逐渐增大，所以它们的电负性关系为：O＞N＞C，
故答案为：7； O＞N＞C．

点评 本题考查物质结构和性质，涉及核外电子排布、杂化方式、电离能、晶体结构等，注意理解电离能与最外层电子数关系，是对学生综合能力的考查，需要学生具备扎实的基础，题目难度中等．