Question

钛金属重量轻、强度高、有良好的抗腐蚀能力，其单质及其化合物在航空航天、武器装备、能源、化工、冶金、建筑和交通等领域应用前景广阔。回答下列问题：

(1)三氟化钛可用于制取钛氟玻璃，基态 F 原子核外有_____个未成对电子，Ti 原子形成Ti³⁺时价层电子层排布式为_____。

(2)TiO₂ 的熔点为 1800℃，TiCl₄ 的熔点为-25℃，则 TiO₂ 的晶体类型为_____，TiCl₄ 熔点低的原因为_____。

(3)钛某配合物可用于催化环烯烃聚合，其结如图所示：

①钛的配位数为_____，该化合物中电负性最大元素是_____(填元素符号)。

②该配合物中不含有的化学键有_____(填字母标号)。

a.离子键    b.σ键    c.金属键    d.π键

(4)已知 TiO₂ 与浓硫酸反应生成硫酸氧钛，硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形式的离子，结构如图所示，该阳离子化学式为_____，阳离子中 O 的杂化方式为_____，阴离子的空间构型为_____。

(5)氮化钛可以用于制作电池的材料，其晶胞如图，该晶胞的密度为ρ g·cm^-3，与氮原子最近的且距离相等的钛原子有_____个，氮原子与钛原子最近的距离为_____cm。

Answer

1 3d1 原子晶体 TiCl4为分子晶体，分子间作用力弱 6 O ac sp3 正四面体 6

【解析】

（1）基态 F 原子核外有7个电子，1个未成对电子；Ti 原子外层电子排布式为：3d24s2，Ti 原子形成Ti3+时失去三个电子，价层电子层排布式为：3d1，故答案为：1；3d1；

（2）TiO2 的熔点为 1800℃，其熔点很高；TiCl4 的熔点为-25℃，其熔点较低，则 TiO2 的晶体类型为原子晶体，TiCl4为分子晶体，分子晶体的结构粒子为分子，分子间作用力较弱，因此，分子晶体的熔点较低，故答案为：原子晶体；TiCl4为分子晶体，分子间作用力弱；

（3）①根据图知，与Ti原子相连接的配位原子有6个，其配位数是6；元素的非金属性越强，其电负性越大。在该化合物中非金属性最强元素是O，因此，该化合物中电负性最大元素是O；

②Ti原子和氯原子、O原子之间存在配位键，C-H和C-C及C-O原子之间存在σ键，碳碳双键和碳氧双键中存在σ键和π键，不存在离子键和金属键，故选ac；

（4）根据结构图可知，Ti和O的比例为1:1，则阳离子化学式为，由结构图可知O含有2个σ键，含有2个孤电子对，则杂化方式为sp3杂化；阴离子SO42-的中心原子S的价层电子对数为，则SO42-的空间构型为正四面体结构，故答案为：；sp3；正四面体；

（5）由晶胞示意图可知与氮原子最近的且距离相等的钛原子有6个；晶胞中Ti原子数为，N原子数为，则晶胞质量为 ，则体积，则氮原子与钛原子最近的距离晶胞边长的一半，即0.5，故答案为：6；。