Question

17．从物质结构决定性质的视角可预测物质的有关性质．回答下列有关问题：
（1）金属钛（Ti）及钛的合金被认为是21世纪重要的金属材料，Ti的外围电子排布式为3d²4s²；地壳中的钛矿石主要是以最高价氧化物形式存在的金红石，写出金红石的化学式：TiO₂．
（2）镍（Ni）可形成复杂化合物，某镍的化合物结构如图所示，分子内含有的作用力有ACE（填序号）．
A．氢键 B．离子键 C．共价键 D．金属键 E．配位键
（3）（CH₃）₃N分子属于极性（填“极性”或“非极性”）分子．某物质由（CH₃）₃NH⁺和AlCl₄^-构成，熔点低于100℃，被称为离子液体，该离子液体既能溶解多种极性较弱的有机物，也能溶解多种极性较强的无机物．该离子液体的熔点低的原因是形成的离子键较弱．下列对该离子液体的说法中正确的是C（填序号）．
A．该离子液体比较容易挥发，挥发时克服微粒间作用力是分子间作用力
B．该离子液体可作为某些实验中的萃取剂
C．该离子液体属于强极性溶剂，所以能溶解极性较强的无机物
D．AlCl₄^-中铝原子最外层未达8电子稳定结构．

Answer 1

分析 （1）Ti的质子数为22，其核外含有22个电子，根据核外电子排布规律可知其核外电子排布为：[Ar]3d²4s²，Ti的最高价为+4价；
（2）根据配合物的结构图可判断键的类型；
（3）（CH₃）₃N分子可以看做是NH₃中H原子被-CH₃取代形成的化合物，结合氨气的空间构型分析，物质由（CH₃）₃NH⁺和AlCl₄^-构成，熔点低于100℃，熔点低的原因是形成的离子键作用小，
A．挥发克服的是阴阳离子间的作用力；
B．萃取剂需要满足和水溶液不溶，能分层，且物质溶解性在萃取剂中大于在水中的溶解性；
C．依据相似相溶的原理分析判断；
D．AlCl₄^-的价层电子对=4+$\frac{1}{2}$（3+1-4×1）=4，故Al采用sp3杂化．

解答 解：（1）Ti的质子数为22，其核外含有22个电子，根据核外电子排布规律可知其核外电子排布为：[Ar]3d²4s²，所以其外围电子排布式为：3d²4s²；Ti的价电子数为4，其最高价为+4价，则金红石的化学式为TiO₂；
故答案为：3d²4s²；TiO₂；
（2）氧的电负性很强，与另外一个羟基形成氢键，配合物中含碳氧键、碳氢键、碳氮双建等共价键，氮镍间是配位键，不是离子键也不是金属键，分子内含有的作用力有ACE，
故答案为：ACE；
（3）（CH₃）₃N分子可以看做是NH₃中H原子被-CH₃取代形成的化合物，结构类似氨气的结构，氮原子连接三个甲基，氮原子有一对未成键电子的影响导致分子结构呈极性，属于极性分子，物质由（CH₃）₃NH⁺和AlCl₄^-构成，熔点低于100℃，离子液体中的作用力是离子键，熔点低是因为形成的离子键较弱易被破坏，该离子液体既能溶解多种极性较弱的有机物，也能溶解多种极性较强的无机物，尽管微弱但强于氢键和分子间作用力，所以其挥发性就小，
A．由（CH₃）₃NH⁺和AlCl₄^-构成，该离子液体比较容易挥发，挥发时克服微粒间作用力是阴阳离子间的静电作用力，故A错误；
B．该离子液体既能溶解多种极性较弱的有机物，也能溶解多种极性较强的无机物，不能分层形成萃取分液操作，所以该离子液体不可作为某些实验中的萃取剂，故B错误；
C．该离子液体是阴阳离子构成，属于离子化合物，属于强极性溶剂，相似相溶，所以能溶解极性较强的无机物，故C正确；
D．AlCl₄^-的价层电子对=4+$\frac{1}{2}$（3+1-4×1）=4，其中有一个配位键，AlCl₄^-中铝原子和氯原子形成四对共价键，最外层有四对成键电子，所以达到8电子稳定结构，故D错误；
故答案为：极性；形成的离子键较弱；C．

点评 本题考查了化学键、晶体类型等知识，原子结构、配合物结构、晶体结构和性质的分析判断，信息应用和理解、题干信息的分析是解题关键，题目难度中等．