氮化钛(Ti3N4)为金黄色晶体.由于具有令人满意的仿金效果.越来越多地成为黄金的代替品．以TiCl4为原料.经过一系列反应可以制得Ti3N4和TiO2．图1中的M是短周期金属元素.M的部分电离如下表: I1I2I3 I4 I5 电离能/KJ•mol-1 7381451 7733 10540 13630 .该金属晶体的堆积模型为六方最密堆积(填六方最密堆� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

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氮化钛（Ti₃N₄）为金黄色晶体，由于具有令人满意的仿金效果，越来越多地成为黄金的代替品．以TiCl₄为原料，经过一系列反应（如图1所示）可以制得Ti₃N₄和TiO₂．
图1中的M是短周期金属元素，M的部分电离如下表：

	I₁	I₂	I₃	I₄	I₅
电离能/KJ•mol^-1	738	1451	7733	10540	13630

（1）M是Mg（填元素符号），该金属晶体的堆积模型为六方最密堆积（填六方最密堆积或面心立方最密堆积）配位数为12．
（2）基态Ti³⁺中未成对电子数有1个，Ti的基态原子外围电子排布式为4d²5s²．
（3）纳米TiO₂是一种应用广泛的催化剂，纳米TiO₂催化的一个实例如图2所示．化合物甲的分子式中采取sp2杂化的碳原子数为7，化合物乙中采取sp3方式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．
（4）有一种氮化钛晶体的晶胞与NaCl相似，如图3所示．该晶体中与N原子距离相等且最近的N原子有12个，该晶体的化学式为TiN．

分析（1）M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；
（2）Ti为22号元素，原子核外电子排布为1s²2s²2p⁶3S²3p⁶3d²4s²，外围电子排布为3d²4s²，失去4s能级2个电子、3d能级1个电子形成Ti³⁺；
（3）采取sp²杂化的碳原子价层电子对数是3，根据价层电子对数判断；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；
（4）根据均摊法计算晶胞中Ti、N原子数目，进而计算晶胞化学式，以晶胞顶点N原子研究，与之距离相等且最近的N原子处于面心位置．

解答解：（1）M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，配位数为12，故答案为：Mg；六方最密堆积；12；
（2）Ti为22号元素，原子核外电子排布为1s²2s²2p⁶3S²3p⁶3d²4s²，失去4s能级2个电子、3d能级1个电子形成Ti³⁺，基态Ti³⁺离子核外电子排布为1s²2s²2p⁶3S²3p⁶3d¹，3d能级1个电子为未成对电子，故答案为：1；4d²5s²；
（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；
（4）根据均摊法，可知该晶胞中N原子个数为：6×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{8}$=4，该晶胞中Ti原子个数为：1+12×$\frac{1}{4}$=4，晶胞的化学式为TiN，以晶胞顶点N原子研究，与之距离相等且最近的N原子处于面心位置，每个顶点为8个晶胞共用．每个面为2个晶胞共用，故与之距离相等且最近的N原子为$\frac{3×8}{2}$=12，故答案为：12；TiN．