Question

6．高分子纳米活性钛无霸是钛氧化物经过光照射，在其表面产生氧化性极强的活性离子，这种活性离子可以分解存在生活空间中的一些有害物质（甲醛、氮氧化物等）．
（1）Ti²⁺的基态价电子排布式为3d²．
（2）甲醛分子中C原子轨道杂化类型为sp²．1mol甲醛分子中含有σ键的数目为3mol．
（3）甲醛易溶于水，除因为它们都是极性分子外，还因为甲醛与水分子之间形成氢键．
（4）与N₂O互为等电子体的一种分子为CO₂或者CS₂（填化学式）．
（5）某含钛化合物晶胞结构如图所示，该化合物的化学式为CaTiO₃．

Answer 1

分析 （1）钛是22号元素，Ti²⁺核外有20个电子，写出其基态核外电子排布，然后判断其基态价电子；
（2）利用甲醛中的成键来分析碳原子的杂化类型；1个甲醛分子含有2个碳氢σ键，1个碳氧σ键，共有3个σ键；
（3）甲醛分子与水分子之间可以形成氢键，氢键的存在能够大大增强物质的溶解性；
（4）原子数相同、电子总数相同的分子，互称为等电子体，据此写出与N₂O等电子体的分子；
（5）利用均摊法确定化学式，处于晶胞中心的原子被一个晶胞占有，处于顶点上的原子被8个晶胞占有，处于面上的原子被2个晶胞占有，处于棱上的原子被4个晶胞占有，据此解答．

解答 解：（1）钛是22号元素，Ti²⁺核外有20个电子，根据构造原理知其基态核外电子排布为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²，所以基态价电子排布式为3d²；
故答案为：3d²；
（2）甲醛分子中含有碳氧双键，1个甲醛分子中含有2个碳氢σ键，1个碳氧σ键，共有3个σ键，则碳原子轨道的杂化类型为sp²杂化；1个甲醛分子含有2个碳氢σ键，1个碳氧σ键，共有3个σ键，所以1mol甲醛分子中含有σ键的数目为3mol；
答案为：sp²；3mol；
（3）甲醛分子与水分子之间可以形成氢键，氢键的存在能够大大增强物质的溶解性；
故答案为：甲醛与水分子之间形成氢键；
（4）CO₂或者CS₂与N₂O的原子数相同、电子总数都相同，属于等电子体；
故答案为：CO₂或者CS₂；
（5）利用均摊法确定化学式，处于晶胞中心的原子被一个晶胞占有，处于面上的原子被2个晶胞占有，处于顶点上的原子被8个晶胞占有，处于棱上的原子被4个晶胞占有，钛原子的个数为8×$\frac{1}{8}$=1，氧原子的个数为6×$\frac{1}{2}$=3个，钙离子处于晶胞中心，被一个晶胞占有，所以Ca²⁺个数为1，则该化合物的化学式为CaTiO₃，
故答案为：CaTiO₃．

点评 本题考查了基态价电子排布式、轨道杂化类型的判断、等电子体判断、依据晶胞结构书写物质化学式，题目难度中等，掌握基础是解题关键，注意等电子体的概念、注意利用均摊法确定化学式的方法．