Question

【题目】Ti及其化合物在航天工业上有重要的应用，回答下列问题：

（1）基态Ti原子的价电子排布式为_______，基态Ti原子核外存在_______对自旋相反的电子。

（2）TiCl4熔点为23℃，沸点为136℃，TiCl4晶体属于_______晶体。TiCl4可由TiO2与COCl2在一定条件下反应得到，反应的化学方程式为_______，COCl2中共价键类型为_______，C原子的杂化轨道类型是_______，与COCl2互为等电子体的分子为_______。C、O、Cl的电负性由小到大的顺序为_______。

（3）金红石型TiO2晶胞如图，如果晶胞的边长为apm，则它的密度为_______g/cm3（列出计算式即可）。

Answer 1

【答案】3d24s2 10 分子 TiO2+2COCl2TiCl4+2CO2 极性共价键 sp2杂化 BF3（其它合理答案也可） C<Cl<O

【解析】

（1）根据核外电子排布规律分析解答；

（2）根据物质的熔沸点判断晶体类型，根据物质结构及价电子对数分析化学键类型及轨道杂化类型，根据等电子体理论分析解答；

（3）根据晶胞结构分析晶胞中原子数目，进行相关计算。

（1）Ti原子核外共有22个电子，根据核外电子排布规律分析其电子排布式为：1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2 4s2，则价电子排布式为3d24s2，除了3d轨道上是单电子外，其余都成对，则它的原子核外共有10对自旋相反的电子，故答案为：3d24s2 ；10；

（2）TiCl4熔点为23℃，沸点为136℃，熔沸点较低，则它是分子晶体；根据题给信息知TiO2与COCl2反应生成TiCl4，根据元素守恒及元素化合价变化分析产物还有CO2，则化学方程式为：TiO2+2COCl2TiCl4+2CO2；COCl2的结构式为，它的共价键类型为极性共价键，C原子的价电子对数为，则采用sp2杂化；等电子体是价电子总数和原子总数相同的粒子，与COCl2互为等电子体的分子为BF3；吸引电子能力越强，电负性越强，根据化合物中元素的化合价可以分析知，C、O、Cl的电负性由小到大的顺序为C<Cl<O；故答案为：TiO2+2COCl2TiCl4+2CO2；极性共价键；sp2杂化；BF3；C<Cl<O；

（3）由TiO2晶胞可计算出Ti原子数为，O原子数为，则TiO2的密度为（g/cm3），故答案为：。