Question

科學(xué)研究表明，月球上可能存在少量水：月巖中含有鈦鐵礦，其主要成分的晶胞如圖所示．
（1）鈦鐵礦中主要成分的化學(xué)式為

 

．
（2）基態(tài)鐵原子的價(jià)電子排布式

 

．
（3）冰的密度比干冰（固態(tài)CO₂）的密度小，其主要原因是

 

．
（4）水溶液中，H⁺主要以H₃O⁺形式存在，H₃O⁺中O原子的雜化軌道類型為

 

，空間構(gòu)型為

 

（用文字描述），寫出一種魚H₃O⁺互為等電子體的離子的化學(xué)式

 

．
（5）Ti⁴⁺經(jīng)多步反應(yīng)得配合物[Ti（H₂O）₆]Cl₃，1mol該配合物中含σ鍵的數(shù)目為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計(jì)算,原子核外電子排布,配合物的成鍵情況,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）根據(jù)均攤法，結(jié)合晶胞結(jié)構(gòu)，可以確定化學(xué)式；
（2）鐵是26號元素，核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²；
（3）冰中水分子之間有氫鍵，氫鍵具有方向性，所以分子之間的空隙較大，據(jù)此答題；
（4）H₃O⁺中O原子的價(jià)電子對數(shù)為

6+3-1

2

=4，有三個(gè)H-O鍵，一對孤對電子，所以雜化軌道類型為sp³，離子的空間構(gòu)型為三角錐形，根據(jù)等電子體原理，價(jià)電子數(shù)和原子數(shù)均相等的粒子互為等電子體，據(jù)此答題；
（5）在配合物[Ti（H₂O）₆]Cl₃中，6個(gè)水分子與鈦離子之間有6個(gè)配位鍵，為σ鍵，每個(gè)水分子內(nèi)有2個(gè)單鍵，也是σ鍵，所以每個(gè)配合物中的配位鍵數(shù)為6+2×6=18，據(jù)此答題．

解答： 解：（1）根據(jù)均攤法，結(jié)合晶胞結(jié)構(gòu)，可知晶胞中含有氧原子數(shù)為12×

1

4

=3，鈦原子數(shù)為8×

1

8

=1，鐵原子數(shù)為1，所以化學(xué)式為FeTiO₃，故答案為：FeTiO₃；
（2）鐵是26號元素，核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²；
（3）冰中水分子之間有氫鍵，氫鍵具有方向性，所以分子之間的空隙較大，所以密度比干冰小，故答案為：冰中水分子之間有氫鍵，氫鍵具有方向性，所以分子之間的空隙較大；
（4）H₃O⁺中O原子的價(jià)電子對數(shù)為

6+3-1

2

=4，有三個(gè)H-O鍵，一對孤對電子，所以雜化軌道類型為sp³，離子的空間構(gòu)型為三角錐形，根據(jù)等電子體原理，價(jià)電子數(shù)和原子數(shù)均相等的粒子互為等電子體，可寫出等電子體為CH₃^-，故答案為：sp³；三角錐形；CH₃^-；
（5）在配合物[Ti（H₂O）₆]Cl₃中，6個(gè)水分子與鈦離子之間有6個(gè)配位鍵，為σ鍵，每個(gè)水分子內(nèi)有2個(gè)單鍵，也是σ鍵，所以每個(gè)配合物中的配位鍵數(shù)為6+2×6=18，所以1mol配合物中含σ鍵的數(shù)目為18mol，故答案為：18mol．

點(diǎn)評：本題主要考查了均攤法計(jì)算晶胞的組成、核外電子排布、離子空間構(gòu)型、配合物的結(jié)構(gòu)等知識，綜合性較強(qiáng)，難度中等．