Question

8．钛的化合物如TiSe₂、Ti（NO₃）₄、TiCl₄、酒石酸钛等均有着广泛用途．
（1）写出Se的基态原子的外围电子排布式4s²4p⁴．
（2）酒石酸钛配合物广泛应用于药物合成．酒石酸（结构如图1所示）中羧基氧原子的轨道杂化类型分别是sp²、sp³，1mol酒石酸中π键的数目是2N_A．
（3）TiCl₄熔点是-25℃，沸点136.4℃，可溶于苯或CCl₄，该晶体属于分子晶体晶体；NO₃^-离子的空间构型为平面三角形．
（4）主族元素A和钛同周期，具有相同的最外层电子数，元素B原子的p能级所含电子总数与s能级所含电子总数相等，且其形成的氢化物分子之间存在氢键．元素A、元素B和钛三者形成的晶体的晶胞如图2所示，写出该晶体的化学式CaTiO₃（用元素符号表示）．

Answer 1

分析 （1）Se的原子核外有34个电子，最外层有6个电子；
（2）羧基氧原子的价层电子对数判断；双键中含有一个π键；
（3）分子晶体的熔沸点较低；NO₃^-的价层电子对数=成键电子对数+孤电子对数，然后判断杂化类型和空间构型；
（4）主族元素A和钛同周期，具有相同的最外层电子数，则最外层含有2个电子，A为Ca元素，元素B原子的p能级所含电子总数与s能级所含电子总数相等，且其形成的氢化物分子之间存在氢键，已知N、O、F的氢化物能形成氢键，则B为O，Ca占据晶胞的顶点，O占据面心，Ti在晶胞内部，根据均摊法计算．

解答 解：（1）Se的原子核外有34个电子，最外层有6个电子，则其核外电子分4层排布，最外层为电子排布为4s²4p⁴，故答案为：4s²4p⁴；
（2）羧基的结构式为-$\stackrel{\stackrel{O}{∥}}{C}$-O-H，两个O原子的价层电子对数分别为3、4，则杂化类型分别为sp²、sp³；酒石酸分子中含有2个羧基，每个羧基含有一个C=O，双键中含有一个π键，则一分子酒石酸中含有2个π键，所以1mol酒石酸中π键的数目是2N_A；
故答案为：sp²、sp³；2N_A；
（3）已知TiCl₄熔点是-25℃，沸点136.4℃，可溶于苯或CCl₄，分子晶体的熔沸点较低，则TiCl₄属于分子晶体；NO₃^-中N原子的价层电子对数=3+$\frac{1}{2}$（5+1-3×2）=3，属于sp²杂化，没有孤电子对，所以离子的构型为平面三角形；
故答案为：分子晶体；平面三角形；
（4）主族元素A和钛同周期，具有相同的最外层电子数，则最外层含有2个电子，A为Ca元素，元素B原子的p能级所含电子总数与s能级所含电子总数相等，且其形成的氢化物分子之间存在氢键，已知N、O、F的氢化物能形成氢键，则B为O，Ca占据晶胞的顶点，则晶胞中Ca的个数为$\frac{1}{8}$×8=1，O占据面心，则晶胞中O原子的个数为$\frac{1}{2}$×6=3，Ti在晶胞内部，完全属于该晶胞，则该晶体的化学式CaTiO₃，故答案为：CaTiO₃．

点评 本题考查了物质结构与性质，主要涉及了电子排布式、杂化类型的判断、分子构型的判断、晶胞的计算等，题目难度中等，侧重于对基础知识的综合应用的考查．