Question

1．六乙炔苯（结构如图1）在铜片表面发生催化反应，可制得石墨炔，将其掺杂在钙钛矿型太阳能电池材料中，能有效地提高电子传输性能．

（1）Ti²⁺的基态价电子排布式为3d²；
（2）六乙炔苯分子中C原子轨道杂化类型为sp、sp²；1mol六乙炔苯分子中含有σ键的数目为3mol或24×3.02×10²³；
（3）六乙炔苯不溶于水，甲醛易溶于水，主要原因是甲醛与水分子之间形成氢键；
（4）六乙炔苯与苯结构相似，前者的熔沸点高于后者，主要原因是前者相对分子质量大，分子间作用力（或范德华力）大，熔沸点高；
（5）某含钛化合物晶胞结构如图2所示，该化合物的化学式为CaTiO₃．

Answer 1

分析 （1）钛是22号元素，Ti²⁺核外有20个电子，写出其基态核外电子排布，然后判断其基态价电子；
（2）利用六乙炔苯分子中C的成键来分析碳原子的杂化类型；1六乙炔苯分子含有1个碳氢σ键，2个碳氧σ键，共有3个σ键；
（3）六乙炔苯是非极性分子，甲醛分子与水分子之间可以形成氢键，氢键的存在能够大大增强物质的溶解性；
（4）六乙炔苯与苯结构相似的分子晶体，相对分子量越大熔沸点高；
（5）利用均摊法确定化学式，处于晶胞中心的原子被一个晶胞占有，处于顶点上的原子被8个晶胞占有，处于面上的原子被2个晶胞占有，处于棱上的原子被4个晶胞占有，据此解答．

解答 解：（1）钛是22号元素，Ti²⁺核外有20个电子，根据构造原理知其基态核外电子排布为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²，所以基态价电子排布式为3d²；
故答案为：3d²；
（2）六乙炔苯分子中苯环上的碳原子是sp²，而侧链上的碳原子是sp，则碳原子轨道的杂化类型为sp、sp²杂化；1个六乙炔苯分子含有1个碳氢σ键，2个碳氧σ键，共有3个σ键，所以1mol1mol六乙炔苯分子中含有σ键的数目为3mol；
答案为：sp、sp²；3mol或24×3.02×10²³；
（3）六乙炔苯是非极性分子，甲醛分子与水分子之间可以形成氢键，氢键的存在能够大大增强物质的溶解性，故答案为：甲醛与水分子之间形成氢键；
（4）六乙炔苯与苯结构相似的分子晶体，相对分子量越大熔沸点高，六乙炔苯的相对分子量比苯的相对分子量大，所以六乙炔苯的沸点比苯的沸点高，故答案为：前者相对分子质量大，分子间作用力（或范德华力）大，熔沸点高；
（5）利用均摊法确定化学式，处于晶胞中心的原子被一个晶胞占有，处于面上的原子被2个晶胞占有，处于顶点上的原子被8个晶胞占有，处于棱上的原子被4个晶胞占有，钛原子的个数为8×$\frac{1}{8}$=1，氧原子的个数为6×$\frac{1}{2}$=3个，钙离子处于晶胞中心，被一个晶胞占有，所以Ca²⁺个数为1，则该化合物的化学式为CaTiO₃，
故答案为：CaTiO₃．

点评 本题考查了基态价电子排布式、轨道杂化类型的判断、等电子体判断、依据晶胞结构书写物质化学式，题目难度中等，掌握基础是解题关键，注意等电子体的概念、注意利用均摊法确定化学式的方法．