Question

钛有“生物金属”和“未来金属”之称，钛及其化合物的应用正越来越受到人们的关注。

(1)Ti(BH₄)₃是一种储氢材料，可由TiCl₄和LiBH₄反应制得。

①TiCl₄熔点为－24℃，沸点为136.4℃，室温下为无色液体，可溶于甲苯和氯代烃，固态T'iCl₄属于________晶体。

②LiBH₄中BH₄^-的空间构型是_________，B原子的杂化轨道类型是________。

(2)硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形式的离子，部分结构如图所示。该阳离子Ti与O的原子个数之比为________，其化学式为_____________________。

(3)钛与卤素形成的化合物的熔、沸点如表所示，分析TiCl₄、TiBr₄、TiI₄的熔点和沸点呈现一定规律的原因：______________________________。

(4)TiO₂晶胞是典型的四方系结构，其晶胞结构如图所示，晶胞参数为a nm和c nm，设N_A为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为___________(写出表达式)g·cm^-3。

Answer

分子 四面体型 sp3 1:1 TiO2+或[TiO]n2n+ 都为分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越大，熔沸点越高

【解析】

(1)①TiCl4熔点为－24℃，沸点为136.4℃，室温下为无色液体，得出固态T'iCl4晶体类型；②计算BH4－电子对数，没有孤对电子，得出空间构型和杂化方式。

(2)根据均摊法得出Ti与O的原子个数之比，再根据Ti、O价态得出阳离子化学式。

(3)TiCl4、TiBr4、TiI4都为分子晶体，根据分子晶体熔沸点分析。

(4)根据晶胞计算出Ti、O原子数目，再根据公式进行计算。

(1)①TiCl4熔点为－24℃，沸点为136.4℃，室温下为无色液体，从而得出固态T'iCl4属于分子晶体，故答案为：分子。

②LiBH4中BH4－电子对为，没有孤对电子，因此空间构型是四面体型，B原子的杂化轨道类型是sp3，故答案为：四面体型；sp3。

(2)阳离子中每个O被两个Ti原子共用，每个Ti被两个O原子共用，根据均摊法得出Ti与O的原子个数之比为1:1，Ti为+4价，O为-2价，阳离子化学式为TiO2+或[TiO]n2n+，故答案为：1:1，TiO2+或[TiO]n2n+。

(3)TiCl4、TiBr4、TiI4都为分子晶体，相对分子质量越大，熔沸点越高，因此熔点和沸点呈现一定规律的原因都为分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越大，熔沸点越高，故答案为：都为分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越大，熔沸点越高。

(4)TiO2晶胞是典型的四方系结构，其晶胞结构如图所示，Ti原子数目为，O原子数目为，因此一个晶胞中含有2个TiO2，，因此该晶体的密度为g·cm-3，故答案为：。