金属钛（Ti）被誉为21世纪金属，其单质和化合物具有广泛的应用价值．请回答下列问题：（1）Ti的基态原子价电子排布式为．（2）纳米TiO2常用作下述反应的催化剂．化合物甲的分子中采

Question

金属钛（Ti）被誉为21世纪金属，其单质和化合物具有广泛的应用价值．请回答下列问题：

（1）Ti的基态原子价电子排布式为___．
（2）纳米TiO₂常用作下述反应的催化剂．

化合物甲的分子中采取sp²方式杂化的碳原子有___个，化合物乙中采取sp³方式杂化的原子对应的元素的电负性由大到小的顺序为___．
（3）含Ti³⁺的配合物的化学式为[TiCl（H₂O）₅]Cl₂•H₂O，其配离子中含有的化学键类型是___，1mol该配合物中含有的σ键数目是___．
（4）通过X-射线探知KCl、MgO、CaO、TiN的晶体与NaCl的晶体结构相似．且知三种离子晶体的晶格能数据如表：

离子晶体	NaCl	KCl	CaO
晶格能/kJ•mol-1	786	715	3401

KCl、MgO、CaO、TiN四种离子晶体熔点由高到低的顺序为___．
（5）某种氮化钛晶体的晶胞如图所示，该晶体中与N原子距离相等且最近的N原子有___个：Ti原子的配位数为___；此配位原子构成的空间构型为___；该晶胞中N、Ti原子之间的最近距离为a nm．则该氮化钛晶体的密度为___g•cm^-3、N_A为阿伏加德罗常数的值，只列计算式）．

Answer 1

（1）Ti为22号元素，原子核外电子排布为1s²2s²2p⁶3S²3p⁶3d²4s²，外围电子排布式为3d²4s²，故答案为：3d²4s²；
（2）化合物甲的分子中采取sp²杂化的碳原子为苯环上的六个、羰基中的一个，共7个；
采取sp³杂化的原子价层电子对数是4，乙中采取sp³杂化的原子有C、N、O，同一周期元素中，元素电负性随着原子序数依次增加电负性逐渐增大，所以它们的电负性关系为：O>N>C，
故答案为：7； O>N>C；
（3）配离子中含有共价键、配位键，[TiCl（H₂O）₅]Cl₂•H₂O中含有6个配位键，也属于σ键，水分子中含有2个σ键，故1mol[TiCl（H₂O）₅]Cl₂•H₂O中含有18mol σ键，即σ键数目为18N_A，
故答案为：共价键、配位键；18N_A；
（4）离子晶体的离子半径越小，带电荷数越多，晶格能越大，则晶体的熔沸点越高，电荷起主导作用，则熔点TiN>MgO>CaO>KCl，
故答案为：TiN>MgO>CaO>KCl；
（5）以晶胞顶点N原子研究，与之距离相等且最近的N原子处于面心位置，每个顶点为8个晶胞共用．每个面为2个晶胞共用，故与之距离相等且最近的N原子为(3×8)/(2)=12，
以体心的Ti原子研究，其周围有6个N原子，配位数为6，此6个N原子形成正八面体；
根据均摊法，可知该晶胞中N原子个数为：6×(1)/(2)+8×(1)/(8)=4，该晶胞中Ti原子个数为：1+12×(1)/(4)=4，∴晶胞的质量m=4×(62)/(NA)g，而晶胞的体积V=（2a×10^-7）³cm³，所以晶体的密度ρ=4×(62)/(NA)g÷（2a×10^-7）³cm³=(4×62)/(NA×(2a×10-7)3)g•cm^-3；
故答案为：12；6；正八面体；(4×62)/(NA×(2a×10-7)3)．