Question

金属钛性能优越，被誉为继Fe、Al后应用广泛的“第三金属”。

(1)Ti基态原子的电子排布式为_________。

(2)钛能与B、C、N、O等非金属元素形成稳定的化合物。第一电离能：N______O(填“＞”或“＜”)。

(3)月球岩石——玄武岩的主要成分为钛酸亚铁(FeTiO₃)。FeTiO₃与80%的硫酸反应可生成TiOSO₄。的空间构型为_______形，其中硫原子采用______杂化。

(4)Ti的氧化物和CaO相互作用能形成钛酸盐CaTiO₃，CaTiO₃的晶体结构如图所示(Ti原子位于立方体的顶点)。该晶体中，钛原子和周围_______个氧原子相紧邻。

Answer

1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2 ＞ 正四面体 sp3 12

【解析】

根据Ti的原子序数和周期表的位置，写出核外电子排布式；根据N原子核外电子排布呈半充满，第一电离能大于同周期相邻元素判断；根据VSEPR判断SO42-的空间构型和S原子的杂化形式；根据晶体结构示意图，判断钛原子与氧原子相紧邻的个数。

（1）Ti原子核外电子数为22，位于元素周期表第四周期第IVB，根据能量最低原理，核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2；答案为1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2。

（2）N原子中的2p轨道处于半充满状态，更稳定，第一电离能高于同周期相邻元素的，故第一电离能N＞O；答案为＞。

（3）SO42-中S原子价层电子对数=4+=4+0=4，孤电子对数为0，为正四面体结构，杂化轨道数目为4，S原子杂化方式为sp3；答案为正四面体，sp3。

（4）CaTiO3的晶体结构中Ti4+位于立方体的顶点，由晶胞结构图可知，体心为Ca2+，面心为O2-，该晶体中每个顶点Ti4+与面心的O2-相邻，每个顶点为8个晶胞共用，每个面为2个晶胞共用，晶体中，Ti4+和周围紧相邻O2-数目为=12；答案为12。