金屬鈦被稱爲“21世紀金屬”。自然界中鈦的一種存在形式爲金紅石(主要成分是TiO2)。回答下列問題：(1)基態...

問題詳情：

金屬鈦被稱爲“21世紀金屬”。自然界中鈦的一種存在形式爲金紅石(主要成分是TiO2)。回答下列問題：

(1)基態鈦原子的價電子排布式爲________，與鈦同週期的元素中，基態原子的未成對電子數與鈦相同的元素分別是________(填元素符號)。

(2)鈦的硬度大於鋁，其原因是________________________________。

(3)Ti(BH4)3是一種儲*材料，可由TiCl4和LiBH4反應制得。

①TiCl4的熔點爲－24 ℃，沸點爲136.4 ℃，室溫下爲無*液體，可溶於*苯和*代烴，則TiCl4屬於________晶體。

②LiBH4由Li＋和BH構成，BH的空間構型是________，B原子的雜化軌道類型是________。

(4)用鋅還原含HCl的TiCl4溶液，經後續處理可製得綠*的[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O。該晶體所含元素中，電負*最大的元素是________，與Ti3＋形成配位鍵的配體是________，1 mol該配合物中含有σ鍵的數目爲________。

(5)TiO2晶胞是典型的四方晶系結構，其晶胞結構如圖所示，

其中A、B、C的原子座標參數分別爲A(0,0,0)、B(0.69a，0.69a，c)、C(a，a，c)，則D的原子座標參數爲D(0.19a，________，________)，鈦氧鍵的鍵長d＝________(用代數式表示)。

【回答】

*　(1)3d24s2　Ni、Ge、Se　(2)Ti原子的價電子數比Al多，金屬鍵更強　(3)①分子　②正四面體　sp3

(4)O　H2O、Cl－　18NA或18×6.02×1023　

(5)0.81a　0.5c　0.31×a

解析　(1)基態Ti原子核外有22個電子，核外電子排布式爲

1s22s22p63s23p63d24s2，價電子排布式爲3d24s2,3d能級上有2個未成對電子。第四周期未成對電子數爲2的元素還有Ni(3d84s2)、Ge(4s24p2)、Se(4s24p4)。

(2)鈦、鋁均爲金屬晶體，其硬度取決於金屬鍵強弱。Ti原子的價電子數比Al多，金屬鍵更強，因此鈦硬度比鋁大。

(3)①根據TiCl4的熔、沸點較低，可溶於有機溶劑，可判斷其爲分子晶體。②BH中B的成鍵電子對數爲4，孤電子對數爲＝0，故其空間構型爲正四面體形，B的雜化軌道數爲4，雜化軌道類型爲sp3。

(4)根據電負*大的元素位於週期表右上方可知，[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中電負*較大的元素爲O、Cl，結合HClO中O和Cl成鍵時Cl顯正價，O顯負價，可知O的電負*大於Cl的電負*。與Ti3＋形成配位鍵的配體爲Cl－和H2O。1 mol [TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中，1 mol Ti3＋與Cl－、H2O形成的配位鍵爲6 mol，6 mol H2O中O—H鍵爲12 mol，故σ鍵的數目爲18NA。

(5)根據晶胞結構，D在底面的投影爲，其橫座標爲0.19a，則縱座標爲a－0.19a＝0.81a，故D的原子座標參數爲(0.19a,0.81a,0.5c)。分析題圖知，圖中白球代表氧原子，黑球代表鈦原子，結合B的原子座標參數及B在底面的投影，可知d2＝(0.31a)2＋(0.31a)2，則d＝0.31×a。

知識點：物質結構 元素週期律

題型：填空題