Question

19．金属元素在现代工业中也占据极其重要的地位，钛被称为“未来的钢铁”，具有质轻，抗腐蚀，硬度大特点，是理想化工设备材料．
（1）基态钛原子核外共有22种运动状态不相同的电子．金属钛晶胞如图1所示，为六方最密堆积（填堆积方式）．
（2）纳米TiO₂是一种应用广泛的催化剂，其催化的一个实例如图2．化合物乙的沸点明显高于化合物甲，主要原因是化合物乙能形成分子间氢键．化合物乙中采取sp³杂化的原子的电负性由大到小的顺序为O＞N＞C．

（3）钙钛矿晶体的结构如图3所示．假设把氧离子看做硬球接触模型，钙离子和钛离子填充氧离子的空隙，氧离子形成正八面体，钛离子位于正八面体中心，则一个钛离子被6个氧离子包围．

Answer 1

分析 （1）核外电子没有运动状态相同的电子；由金属钛晶胞结构可知，属于六方最密堆积；
（2）化合物甲与化合物乙均为分子晶体，但化合物乙分子间可形成氢键；化合物乙中C、N、O三种原子的杂化轨道形成均为sp³，同周期自左而右电负性增大；
（3）钛晶矿晶胞中钛离子与周围六个氧原子包围形成八面体，立方体晶胞共有12个边长，每条边长的中点是一个氧原子，共12个氧原子包围着中心的钙离子．

解答 解：（1）Ti原子核外电子数为22，核外共有22种运动状态不相同的电子；由金属钛晶胞结构可知，属于六方最密堆积；
故答案为：22；六方最密；
（2）化合物乙因分子间存在氢键，则化合物乙的沸点比化合物甲高，化合物乙中C、N、O三种原子的杂化轨道形成均为sp³，同周期自左而右电负性增大，故电负性：O＞N＞C，
故答案为：化合物乙分子间形成氢键；O＞N＞C；
（3）钛离子位于立方晶胞的角顶，被6个氧离子包围成配位八面体；钙离子位于立方晶胞的体心，被12个氧离子包围
故答案为：6．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及核外电子排布、杂化轨道与空间构型、氢键、晶胞结构与计算等，需要显示具备一定的空间想象与数学计算能力．