鈦*鋇粉體是電子陶瓷元器件的重要基礎原料。工業上以TiCl4、BaCO3、H2C2O4等物質為原料製備草*氧鈦...

問題詳情：

鈦*鋇粉體是電子陶瓷元器件的重要基礎原料。工業上以TiCl4、BaCO3、H2C2O4等物質為原料製備草*氧鈦鋇晶體[BaTiO(C2O4)2·4H2O]，再高温煅燒製得鈦*鋇粉體。請回答下列問題：

(1)基態Ti原子的價電子排布圖為__，同週期元素中，基態原子未成對電子數與Ti相同的元素有___(填元素符號)。

(2)第IIA族(鹼土金屬)元素的原子序數、原子半徑、第一電離勢(從元素的氣態基態原子中將一個電子移至無窮遠處時所需做的功)如下表所示。

①由上表數據可知，相鄰元素原子半徑差值∆r(Be-Mg)、∆r(Mg-Ca)明顯大於∆r(Ca-Sr)、∆r(Sr-Ba)，試解釋其原因__。

②由上表數據可知，隨原子序數的遞增，第IIA族元素的第一電離勢依次減小，試解釋其原因__。

(3)已知草*分子的結構簡式為。

①草*分子中，碳原子的雜化方式為__。

②由此結構簡式可預測草*__(填“難溶”“微溶”或“易溶”)於水和乙醇。

③已知草*和液溴的相關數據如下，草*熔點高於液溴的原因是__。

(4)設NA是阿伏加德羅常數的值，已知鈦*鋇的立方晶胞結構如圖所示，晶胞中Ti原子的配位數為__，其晶胞參數約為apm，鈦*鋇晶體的密度ρ=__-3。(列式即可)

【回答】

    (1).     (2). Ni、Ge、Se    (3). Be與Mg、Mg與Ca核電荷數相差8，原子核對核外電子的引力增加較小，而增加一個電子層時原子半徑增大幅度較大；Ca與Sr、Sr與Ba核電荷數相差18，原子核對核外電子的引力增加較大，而增加一個電子層時原子半徑增大幅度較小    (4). 隨着原子序數的遞增，原子半徑依次增大，原子核對最外層電子的引力減弱，第一電離勢依次減小    (5). sp2    (6). 易溶    (7). 草*能形成分子間*鍵，熔點較高；液溴分子間只存在範德華力，熔點較低    (8). 6    (9).

【解析】

(1)基態Ti原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2，由此可畫出價電子排布圖，同週期元素中，基態原子未成對電子數與Ti相同的元素，其價電子排布可能為3d84s2、4s24p2、4s24p4。

(2)①由上表數據可知，相鄰元素原子半徑差值∆r(Be-Mg)、∆r(Mg-Ca)明顯大於∆r(Ca-Sr)、∆r(Sr-Ba)，可從核電荷數的變化、原子半徑的變化進行解析。

②由上表數據可知，隨原子序數的遞增，第IIA族元素的第一電離勢依次減小，從原子半徑變化及原子核對外層電子的吸引力解釋原因。

(3)①草*分子中，碳原子的價層電子對數為3，由此可得出雜化方式。

②草*分子中含有水溶*基團羧基，由此可預測草*在水和乙醇中的溶解*。

③草*和液溴都形成分子晶體，草*分子間能形成*鍵，熔點高於液溴。

(4)從晶胞中Ti原子周圍O原子的分佈，可確定其配位數；由晶胞參數可求出體積，再利用晶胞中所含原子數計算質量，最後求出鈦*鋇晶體的密度。

【詳解】(1)基態Ti原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2，由此可畫出價電子排布圖為，同週期元素中，基態原子未成對電子數與Ti相同的元素，其價電子排布可能為3d84s2、4s24p2、4s24p4，則對應元素為Ni、Ge、Se。*為：；Ni、Ge、Se；

(2)①由上表數據可知，相鄰元素原子半徑差值∆r(Be-Mg)、∆r(Mg-Ca)明顯大於∆r(Ca-Sr)、∆r(Sr-Ba)，可從核電荷數的變化、原子半徑的變化進行解析，其原因為Be與Mg、Mg與Ca核電荷數相差8，原子核對核外電子的引力增加較小，而增加一個電子層時原子半徑增大幅度較大；Ca與Sr、Sr與Ba核電荷數相差18，原子核對核外電子的引力增加較大，而增加一個電子層時原子半徑增大幅度較小。*為：Be與Mg、Mg與Ca核電荷數相差8，原子核對核外電子的引力增加較小，而增加一個電子層時原子半徑增大幅度較大；Ca與Sr、Sr與Ba核電荷數相差18，原子核對核外電子的引力增加較大，而增加一個電子層時原子半徑增大幅度較小；

②由上表數據可知，隨原子序數的遞增，第IIA族元素的第一電離勢依次減小，從原子半徑變化及原子核對外層電子的吸引力解釋，其原因為隨着原子序數的遞增，原子半徑依次增大，原子核對最外層電子的引力減弱，第一電離勢依次減小。*為：隨着原子序數的遞增，原子半徑依次增大，原子核對最外層電子的引力減弱，第一電離勢依次減小；

(3)①草*分子中，碳原子的價層電子對數為3，則碳原子的雜化方式為sp2。*為：sp2；

②草*分子中含有水溶*基團羧基，由此可預測草*易溶於水和乙醇。*為：易溶；

③草*和液溴都形成分子晶體，草*分子間能形成*鍵，由此確定草*熔點高於液溴的原因是草*能形成分子間*鍵，熔點較高；液溴分子間只存在範德華力，熔點較低。*為：草*能形成分子間*鍵，熔點較高；液溴分子間只存在範德華力，熔點較低；

(4)晶胞中，Ti原子周圍距離最近的O原子位於稜的中點，由此可確定其配位數為=6；在晶胞內，含有1個Ba離子，含Ti原子數為8×=1，O原子數為12×=3，則鈦*鋇晶體的密度ρ==-3。*為：6；。

【點睛】計算晶胞中所含原子數時，採用均攤法。原子位於立方體的頂點時，只有八分之一屬於此晶胞；原子位於稜上時，只有四分之一屬於此晶胞；原子位於面心時，只有二分之一屬於此晶胞；原子位於體內時，則完全屬於此晶胞。

知識點：物質結構 元素週期律

題型：綜合題