Question

鈦被譽為“未來世紀的金屬”．試回答下列問題：
（1）Ti元素基態(tài)原子的價電子層排布式為

 

．
（2）在Ti的化合物中，可以呈現(xiàn)+2、+3、+4三種化合價，其中以+4價的Ti最為穩(wěn)定．偏鈦酸鋇的熱穩(wěn)定性好，介電常數高，在小型變壓器、話筒和擴音器中都有應用．偏鈦酸鋇晶體中晶胞的結構示意圖如下，則它的化學式是

 

，其中與鈦原子距離最近的氧原子有

 

個． 
（3）現(xiàn)有Ti³⁺的配合物[TiCl（H₂O）₅]Cl₂?H₂O．該配合物的配體是

 

，配位數是

 

．
（4）已知：對于ABn型分子（A是中心原子，B是配位原子），當結構相似時，分子內的鍵角大小取決于中心原子或配位原子的電負性大小：中心原子相同時，配位原子的電負性越大，鍵角越小；配位原子相同時，中心原子的電負性越大，鍵角越大．則NF₃、PF₃、NH₃的鍵角由大到小的順序為

 

，
（5）乙二胺（H₂N-CH₂-CH₂-NH₂）分子中氮原子軌道的雜化類型為，乙二胺和三甲胺[N（CH₃）₃]均屬于胺，但乙二胺比三甲胺的沸點高的多，原因

 

．

Answer 1

考點：配合物的成鍵情況,鍵能、鍵長、鍵角及其應用,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：化學鍵與晶體結構

分析：（1）鈦元素原子核外電子數為22，由能量最低原理書寫基態(tài)原子的電子排布式，進而書寫價電子排布，
（2）利用均攤法計算晶胞中各種原子的數目之比，據此確定化學式；晶胞中Ti位于頂點，與之最近的O原子處于棱中心上，與頂點Ti原子成對稱結構；
（3）根據配合物的結構特點來分析其中的配體及配位數；
（4）NF₃和PF₃的配位原子都是F，N的電負性大于P，所以NF₃的鍵角大于PF₃，NF₃和NH₃的中心原子相同，F(xiàn)的電負性大于H，所以NF₃的鍵角小于NH₃；
（5）乙二胺（H₂N-CH₂-CH₂-NH₂）分子之間可以形成氫鍵，但三甲胺[N（CH₃）₃]分子之間不能形成氫鍵．

解答： 解：（1）鈦元素的原子序數為22，基態(tài)原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3S²3p⁶3d²4s²（或[Ar]3d²4s²），₂₂Ti元素基態(tài)原子的價電子層排布式為3d²4s²，
故答案為：3d²4s²；
（2）晶胞中Ba、Ti、O原子的數目之比=1：（8×

1

8

）：（12×

1

2

）=1：1：3，則分子式為BaTiO₃，晶胞中Ti位于頂點，與之最近的O原子處于棱中心上，與頂點Ti原子成對稱結構，故故晶體中每個Ti周圍有6個O原子，
故答案為：BaTiO₃；6；
（3）配合物[TiCl（H₂O）₅]Cl₂?H₂O，鈦元素的配位體是H₂O、Cl^-，配位數為5+1=6，故答案為：H₂O、Cl^-；6；
（4）NF₃和PF₃的配位原子都是F，N的電負性大于P，所以NF₃的鍵角大于PF₃，NF₃和NH₃的中心原子相同，F(xiàn)的電負性大于H，所以NF₃的鍵角小于NH₃，因此鍵角NH₃＞NF₃＞PF₃，故答案為：NH₃＞NF₃＞PF₃；
（5）乙二胺（H₂N-CH₂-CH₂-NH₂）分子之間可以形成氫鍵，三甲胺[N（CH₃）₃]分子之間不能形成氫鍵，故乙二胺的沸點較高，
故答案為：乙二胺分子之間可以形成氫鍵，三甲胺分子之間不能形成氫鍵．

點評：本題考查核外電子排布規(guī)律、晶胞的計算、分子空間結構、氫鍵與化學鍵等知識，綜合性較大，難度中等，是對知識的綜合運用，需要學生具備扎實的基礎與分析問題解決問題的能力．