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    17．（1）某短周期金属元素R的部分电离能情况如图Ⅰ表示，则R元素位于周期表第ⅡA族，其基态原子的电子排布式是1s22s22p63s2．图Ⅱ中A、B、C、D是四种不同主族元素的气态氢化物，其中A比B分子沸点高的可能原因是H2O分子之间形成的氢键数目比HF分子之间多．


    （2）图Ⅱ中C物质能与很多化合物通过配位键发生相互作用．例如：C与笫2周期中的另一种元素的氢化物相互作用得到的化合物X是科学家潜心研究的一种储氢材枓，X是乙烷的等电子体；加热X会缓慢释放H2，转变为化合物Y，Y是乙烯的等电子体．
    ①化合物C的分子空间构型为三角锥型，X的结构式为（必须标明配位犍）．
    ②形成C物质的中心原子在X、Y分子中的杂化方式分別是sp3和sp2，Y分子中σ键和π键数目之比为5：1．（3）过渡金属钛有“生物金属”之称，其化合物以+4价稳定．冋答下列问题：
    ①工业上通过蒸馏还原TiCI4制得单质钛．常温下TiCI4是一种有剌激性臭味的无色液体，熔点-23.2℃，沸点136.2℃，推断TiCI4属于分子晶体
    ②Ti3+可以形成两种不同的配合物：[Ti（ H2O）6]Cl3（紫色），[TiCl（H2O）5]Cl2•H2O（绿色），两者配位数相同（填“相同”或“不同”），绿色晶体中配体是Cl-、H2O．
    ③TiO2难溶于水和稀酸，但能溶于浓硫酸，析出含有钛酰离子的晶体，钛酰离子常成为链状聚合形式的阳离子，其结构形式如图Ⅲ，化学式为[TiO]n2n+．
    ④TiO2与BaCO3一起熔融科制得偏钛酸钡，该物质热稳定性好，介电常数高，是制造大容量电容器的极好材料，该晶体胞的结构示意图如图Ⅳ．请写出制备偏钛酸钡的化学方程式TiO2+BaCO3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$BaTiO3+CO2↑．

    分析 （1）由短周期某主族元素R的电离能可知，由第二电离能到第三电离能变化较大，则R最外层只有2个电子，R元素可能是Mg，为12号元素，原子核外有12个电子，分三层分别为1、8、2，据此书写其基态原子的电子排布式，氢键存在于非金属性较强的非金属元素的氢化物之间，F、O元素非金属性强，分子间易形成氢键，使其沸点升高，氢键越多，溶沸点越高；
    （2）①图Ⅱ中C为氨气，根据价层电子对互斥理论确定微粒空间构型，形成配位键的条件是有空轨道和孤电子对；
    ②根据价层电子对互斥理论，价层电子对数=σ 键个数+孤对电子，据此确定杂化类型；共价单键是σ键，共价双键中一个是σ键一个是π键，共价三键中一个σ键两个π键；
    （3）①根据题目中提供的物理性质TiCl4在常温下是无色液体，熔点-23.2℃，沸点136.2℃，来判断晶体类型；
    ②根据配合物的结构分析，內界离子数为配位数，据此分析配体；
    ③每个O原子被两个Ti原子共用、每个Ti原子被两个O原子共用，利用均摊法计算二者原子个数之比，Ti元素为+4价、O元素为-2价，据此书写其化学式；
    ④利用均摊法计算晶胞中各种原子的数目之比，据此确定化学式，根据化学式书写方程式．

    解答 解：（1）由短周期某主族元素R的电离能可知，由第二电离能到第三电离能变化较大，则R最外层只有2个电子，失去2个电子后为稳定结构，再失去1个电子需要的能量较大，所以该元素R为ⅡA元素，R元素可能是Mg，其基态原子的电子排布式是1s22s22p63s2，H2O分子中的O与周围H2O分子中的两个H原子生成两个氢键，而HF分子中的F原子只能形成一个氢键，氢键越多，熔沸点越高，所以H2O熔沸点高，
    故答案为：ⅡA；1s22s22p63s2；H2O分子之间形成的氢键数目比HF分子之间多；
    （2）①图Ⅱ中C为氨气，氨气分子中，NH3中N原子成3个σ键，有一对未成键的孤对电子，价层电子对数=3+$\frac{1}{2}$（5-3×1）=4，所以采取sp3杂化，空间构型是三角锥型；


    NH3与第二周期另一种元素的氢化物相互作用的产物，X是乙烷的等电子体，应含有18的电子，为BH3•NH3，Y是乙烯的等电子体，应为BH2=NH2，X中B含有空轨道，N含有孤电子对，可形成配位键，X的结构式为，
    故答案为：；
    ②由可知，中心原子形成4个σ 键，为sp3杂化，Y是乙烯的等电子体，应为BH2=NH2，BH2=NH2中B和N都形成3个σ 键，为sp2杂化，BH2=NH2中含有1个碳氮双键，含有1个π键，含有2个B-H键、2个N-H键，所以分子中σ键和π键数目之比为5：1，
    故答案为：sp3和sp2；5：1；
    （3）①因TiCl4在常温下是无色液体，熔点-23.2℃，沸点136.2℃，熔沸点低，由此可判断 TiCl4是由共价键结合的分子，晶体类型属于分子晶体，
    故答案为：分子；
    ②：[Ti（ H2O）6]Cl3（紫色），配体为：H2O，配位数为6，[TiCl（H2O）5]Cl2•H2O（绿色），配体为Cl-、H2O，配位数为6，两者配位数相同，
    故答案为：相同；Cl-、H2O；
    ③每个O原子被两个Ti原子共用、每个Ti原子被两个O原子共用，利用均摊法计算二者原子个数之比为1：1；
    Ti元素为+4价、O元素为-2价，据此书写其化学式为[TiO]n2n+，
    故答案为：[TiO]n2n+；
    ④晶胞中Ba、Ti、O原子的数目之比=1：（8×$\frac{1}{8}$）：（12×$\frac{1}{2}$）=1：1：3，则化学式为BaTiO3，所以制备偏钛酸钡的化学方程式为：TiO2+BaCO3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$BaTiO3+CO2↑，
    故答案为：TiO2+BaCO3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$BaTiO3+CO2↑．

    点评 本题考查较为综合，涉及氢键、化学键、晶胞的计算以及配位键等知识，题目难度较大，本题要注意配位键的形成条件以及杂化类型的判断方法，为易错点．

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