Question

（2013?昆明一模）【化學一物質結構與性質】
金屬鈦性能優越，被譽為繼Fe、Al后應用廣泛的“第三金屬”．
（1）寫出Ti基態原子的電子排布

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²

．
（2）鈦能與B、C、N、O等非金屬元素形成穩定的化合物．則電負性C

＞

B（選填“＞”“＜”），第一電離能N＞O，原因是

N原子中2p軌道處于半充滿比較溫度，所以第一電離能N＞O

．
（3）月球巖石?玄武巖的主要成分為鈦酸亞鐵（FeTiO₃）．FeTiO₃與80%的硫酸反應可生成TiOSO₄．SO^2-₄的空間構型為

正四面體

，其中硫原子采用

sp³

雜化，氧原子的價電子排布圖為

，任意寫出一種SO^2-₄的等電子體

ClO₄^- S₂O₃^2- PO₄^3-

．
（4）將TiOSO₄的稀溶液加熱水解后，經進一步反應，可得到鈦的某種氧化物．該氧化物的晶胞結構圖如圖所示．則該氧化物的化學式

TiO₂

（圖中鈦原子用“O”表示．氧原子用“O”表示）

Answer 1

分析：（1）根據構造原理寫出Ti基態原子的電子排布式；
（2）同一周期元素，元素的電負性隨著原子序數的增大而增大，元素的第一電離能隨著原子序數的增大而呈增大的趨勢，但第IIA族和第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，原子的軌道中電子處于半滿、全滿、全空時比較穩定；
（3）根據價層電子對互斥理論確定其空間構型、雜化方式，氧原子的最外層電子是其價電子，根據其電子排布式寫出其價電子排布圖，原子個數和價電子數相等的微粒是等電子體；
（4）利用均攤法計算晶胞中含有的各種離子個數，從而確定其化學式．

解答：解：（1）Ti是22號元素，原子核外有22個電子，根據構造原理知Ti基態原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²，故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²；
（2）C和B屬于同一周期且C的原子序數大于B，所以電負性C＞B，N原子中2p軌道處于半充滿狀態，O原子中2p軌道既不是半充滿也不是全空或全滿，所以N原子第一電離能比O原子大，故答案為：＞；N原子中2p軌道處于半充滿比較溫度，故第一電離能N＞O；
（3）SO₄^2-中價電子數=4+

1

2

(6+2-4×2)=4，且硫酸根離子中不含孤電子對，所以硫酸根離子呈正四面體構型，采用sp³雜化，氧原子的價電子排布圖為，SO₄^2-的等電子體有：ClO₄^- S₂O₃^2- PO₄^3-，
故答案為：正四面體形；sp³；；ClO₄^- S₂O₃^2- PO₄^3-；
（4）Ti原子個數=8×

1

8

+1=2，O原子個數=2+4×

1

2

=4，鈦和氧原子個數之比=2：4=1：2，所以其化學式為：TiO₂，故答案為：TiO₂．

點評：本題考查較綜合，涉及化學式的確定、電子排布式的書寫、電離能、電負性的判斷等知識點，電離能、電子排布式的書寫、空間構型的判斷、雜化方式等知識是考試熱點，應重點掌握．