SiC纖維單向增強的TixAly基複合材料可作為高超音速飛行器表面的放熱材料。回答下列問題：（1）C元素所在周...

問題詳情：

SiC纖維單向增強的TixAly基複合材料可作為高超音速飛行器表面的放熱材料。回答下列問題：

（1）C元素所在週期中，第一電離能最大的元素是_____（填元素符號）。

（2）基態Ti原子的價電子排布式為_____，能量最高的能級有_____個空軌道。

（3）*基矽油結構如圖所示，其中Si原子的雜化方式為_____，以*基矽油為主要成分的矽橡膠能夠耐高溫的原因是_____。

（4）Li2CO3、Li2TiO3是鋰離子電池中的常用材料，其中CO32-的空間構型為_____，其含有的共價鍵型別有_____。

（5）TixAly合金的一種結構單元如圖所示（Al、Ti原子各有一個原子在結構單元內部），該合金的化學式為_____，其結構單元稜長為apm，底面邊長為bpm，該合金的密度為_____g·cm-3。

【回答】

    (1). Ne    (2). 3d24s2    (3). 3    (4). sp3雜化    (5). Si—O鍵的鍵能大    (6). 平面三角形    (7). σ鍵和π鍵    (8). Ti11Al5或Al5Ti11    (9). ×1030

【解析】

(1)根據第一電離能的週期*變化規律分析解答；

(2)根據電子排布規律、Ti的原子序數可以得出基態Ti原子價電子排布式、能量最高的能級空軌道數目；

(3)按Si原子形成的共價鍵種類和數目，確定Si原子的雜化方式；矽橡膠能夠耐高溫反化學鍵牢固程度來分析；

(4)根據價電子對互斥理論來確定C原子的雜化方式以及C原子與O原子之間的化學鍵型別；

(5)用均攤法計算晶胞的化學式，按合金的密度即晶胞密度、應用密度的定義計算。

【詳解】(1)隨著原子序數的遞增，同一週期的主族元素第一電離能呈遞增趨勢，鹼金屬的第一電離能最小，而稀有氣體的第一電離能最大，C元素所在的週期為第二週期，則該週期Ne的第一電離能最大；

(2)Ti的原子序數為22，基態Ti原子的電子排布式為[Ar]3d24s2，價電子排布式為3d24s2，能量最高的能級為3d，3d軌道共有五個，按洪特規則，其中有2個軌道分別被2個電子佔據，還含有3個空軌道；

(3)*基矽油結構中Si原子形成4個單鍵，故Si原子的雜化方式為sp3雜化，矽橡膠能夠耐高溫，原因是共價鍵牢固，矽橡膠中含Si−O和Si−C，Si−O更牢固；

(4)CO32−中C原子價電子對數＝3＋＝3，且不含孤電子對，CO32−空間構型為平面三角形，C原子的雜化方式為sp2雜化，由於CO32−空間構型為平面三角形，則C原子與O原子之間存在3個σ鍵和1個大π鍵；

(5)Ti原子在結構單元中的位置：頂點8個、面心2個、稜上1個、體內1個，則一個晶胞中，含有Ti的數目為×8＋×2＋×1＋1＝，Al原子在頂點有4個，體內1個，則一個晶胞中含有Al的數目為×4＋1＝，則化學式為：Ti11Al5或Al5Ti11，則晶胞的密度為ρ＝×1030g/cm3。

知識點：物質結構 元素週期律

題型：填空題