Question

鈦和鈦的合金已被廣泛用于制造電訊器材、人造骨骼、化工設(shè)備、飛機(jī)等航天航空材料，被譽(yù)為“未來(lái)世界的金屬”。試回答下列問(wèn)題：
（1）鈦有兩種原子，它們互稱(chēng)為_(kāi)___。元素在元素周期表中的位置是第_____周期，第____族；基態(tài)原子的電子排布式為_(kāi)____；按電子排布Ti元素在元素周期表分區(qū)中屬于_____區(qū)元素。
（2）偏鈦酸鋇在小型變壓器、話(huà)筒和擴(kuò)音器中都有應(yīng)用。偏鈦酸鋇晶體中晶胞的結(jié)構(gòu)如圖所示，它的化學(xué)式是______，

（3）氮化鈦(Ti₃N₄)為金黃色晶體，由于具有令人滿(mǎn)意的仿金效果，越來(lái)越多地成為黃金裝飾的替代品。以TiCl₄為原料，經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)，可以制Ti₃N₄和納米TiO₂
。
①Ti₃N₄中元素的化合價(jià)為_(kāi)____。TiCl₄分子中4個(gè)氯原子不在同一平面上，則TiCl₄的空間構(gòu)型為_(kāi)_____。
②反應(yīng)①為置換反應(yīng)、該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____。
③納米TiO₂是一種應(yīng)用廣泛的催化劑，納米TiO₂催化的一個(gè)實(shí)例如下：

化合物甲的分子中采取雜化的碳原子個(gè)數(shù)為_(kāi)____，化合物乙中采取雜化的原子的第一電離能由大到小的順序?yàn)開(kāi)____。
④有一種氮化鈦晶體的晶胞如圖所示，該氮化鈦晶胞中含有______個(gè)N原子，晶胞中N、Ti之間的最近距離為a pm，則該氮化鈦的密度為_(kāi)_____g． (N_A為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值，只列算式)。

Answer 1

（1）同位素  四    IVB   1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²    d；
（2）BaTiO₃
（3）①+4 正四面體；② 2Mg+TiCl₄Ti+2MgCl₂ ③7  N>O>C ；④4 

試題分析：（1）鈦的這兩種原子質(zhì)子數(shù)相同，而中子數(shù)不同，使用屬于同位素。22元素Ti在元素周期表中的位置是第四周期第ⅣB。基態(tài)Ti原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²。按電子排布Ti元素在元素周期表分區(qū)中屬于d區(qū)元素。（2）在每個(gè)偏鈦酸鋇晶體中晶胞中含有Ba:1;Ti：8×1/8="1;" O:12×1/4=3.所以偏鈦酸鋇的化學(xué)式是BaTiO₃. （3）①根據(jù)在任何化合物中正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為0的原則�？芍�：在Ti₃N₄中元素的化合價(jià)為T(mén)i：+4價(jià)，N：-3價(jià)。由于在TiCl₄中四個(gè)Cl原子不在一個(gè)平面內(nèi)。則TiCl₄的空間構(gòu)型為 正四面體型。②TiCl4與Mg發(fā)生的是為置換反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Mg+TiCl₄Ti+2MgCl₂。③在化合物中采用sp2雜化的碳原子有苯環(huán)上的6個(gè)C原子和羰基上的C原子，共有7個(gè)C原子。化合物乙中采取雜化的原子有C、N、O三個(gè)，當(dāng)原子核外的電子處于全充滿(mǎn)、半充滿(mǎn)或全空時(shí)是穩(wěn)定的狀態(tài)，N原子的2p軌道處于半充滿(mǎn)的穩(wěn)定狀態(tài)。其余的則原子核外的電子數(shù)越多，原子越難失去電子。因此它們的第一電離能由大到小的順序?yàn)镹>O>C。④N原子在頂點(diǎn)和面心上，Ti在棱邊上和體內(nèi)。所以每個(gè)晶胞中含有的原子個(gè)數(shù)為：N：8×1/8+6×1/2=4;Ti:12×1/4+1=4.即每個(gè)晶胞內(nèi)含有4個(gè)TiN。由晶胞圖可知：晶胞的邊長(zhǎng)為2a×10^-10cm.