钛被称为继铁、铝之后的第三金属，纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂，其催化的一个实例如图所示．（1）基态钛原子的价电子排布图为，其原子核外共有种运动状态不相同的电子．（2

Question

钛被称为继铁、铝之后的第三金属，纳米TiO₂是一种应用广泛的催化剂，其催化的一个实例如图所示．

（1）基态钛原子的价电子排布图为___，其原子核外共有___种运动状态不相同的电子．
（2）NH₃的中心原子的价层电子对数为___，其分子立体构型为___．
（3）1mol化合物甲中含有的σ键数目为___，化合物乙中采取sp³杂化的原子的第一电离能由大到小的顺序为___，化合物乙的沸点明显高于化合物甲，主要原因是___，
（4）配合物五羰基铁[Fe（CO）₅]的配位体是___；常温下，Fe（CO）₅为黄色液体，易溶于非极性溶剂，熔点为215K，沸点为376K，则Fe（CO）₅的晶体类型为___．Fe（CO）₅受紫外线照射时，发生反应生成九羰基二铁，写出该反应的化学方程式___．
（5）某种单质铁的晶体原子空间利用率为68%，则其为___堆积（填“堆积方式”），铁原子的配位数为___． 假设铁原子的半径为a pm，则该种铁的密度为___g/cm³．（列出计算表达式）

Answer 1

（1）Ti原子价电子为3d、4s电子，3d能级上有2个电子、4s能级上有2个电子，其价电子排布图为；原子核外有几个电子其电子就有几种运动状态，Ti原子核外有22个电子，所以其原子核外电子有22种运动状态；
故答案为：；22；
（2）NH₃的中心原子的价层电子对数为3+(1)/(2)（5-1×3）=4，含有1个孤电子对，所以分子的空间构型为三角锥形；
故答案为：4；三角锥形；
（3）单键中含有1个σ键，双键中含有1个σ键和1个π键，所以1mol化合物甲中含有的σ键数目为13N_A；氢键的存在导致物质熔沸点升高，乙中含有氢键、甲不含氢键，所以化合物乙熔沸点高于甲；能形成sp³杂化的原子有C、N、O元素，同一周期元素，元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，所以第一电离能N>O>C，
故答案为：13N_A；N>O>C；化合物乙分子间形成氢键；
（4）配合物质含有孤电子对的微粒作配体，所以配合物五羰基铁[Fe（CO）₅]的配位体是CO；Fe（CO）₅为黄色液体，易溶于非极性溶剂，熔沸点较低，所以属于分子晶体；Fe（CO）₅受紫外线照射时，发生反应生成九羰基二铁和CO，其反应的方程式为：2Fe（CO）₅=Fe₂（CO）₉+CO；
故答案为：CO；分子晶体；2Fe（CO）₅=Fe₂（CO）₉+CO；
（5）Fe单质晶体中原子的空间利用率为68%，为体心立方密堆积，则晶体中Fe原子的配位数为8；其晶胞图为，Fe的原子半径为apm=10^-10acm，设晶胞棱长为xcm，则3x²=（4×10^-10a）²，故x=(4√(3))/(3)a×10^-10cm，晶胞中Fe原子数目为1+8×(1)/(8)=2，晶胞质量为(2×56)/(NA)g，
则晶体密度为：(2×56)/(NA)g÷（(4√(3))/(3)a×10^-10cm）³=(21√(3))/(4a3NA×10-30)g/cm³，

故答案为：体心立方；8；(21√(3))/(4a3NA×10-30)．