Question

【題目】鈦鎳形狀記憶合金（TiNi）被廣泛用于人造衛星和宇宙飛船的天線，在臨床醫療領域內也具有廣泛的應用。回答下列問題：

(1)寫出基態Ti原子的電子排布式:_________，Ni在元素周期表中的位置是_________。

(2)鈦鎳合金能溶于熱的硫酸生成Ti(SO4)2、NiSO4，二者陰離子的立體構型為______，中心原子的軌道雜化類型是_______。

(3)與鈦同周期的另一種元素鈷(Co)可形成分子式均為Co(NH3)5BrSO4的兩種配合物，其中一種化學式為[Co(NH3)5Br]SO4，往其溶液中加BaCl2溶液時，現象是____________；往另一種配合物的溶液中加入BaCl2溶液時，無明顯現象，若加入AgNO3溶液時，產生淡黃色沉淀，則第二種配合物的化學式為 _______________ 。

(4)一種鈦鎳合金的立方晶胞結構如圖所示:

①該合金中Ti的配位數為________。

②若合金的密度為d g/cm3，晶胞邊長a=________pm。（用含d的計算式表示）

Answer 1

【答案】 1s22S22p63s23p63d24s2或[Ar] 3d24s2 第4周期第VIII族 正四面體 sp3 產生白色沉淀 [Co (NH3)5SO4]Br 6 ×1010 或×103

【解析】(1) Ti原子序數為22，其基態原子的電子排布式為1s22S22p63s23p63d24s2，或[Ar] 3d24s2 ；Ni元素的原子序數為28，在元素周期表位于第4周期第Ⅷ族。

(2) 陰離子是SO2-4；根據價層電子對互斥理論可知價層電子對數為4，屬于sp3 雜化，為正四面體構型。

（3）往其溶液中加BaCl2溶液，有白色沉淀，所以該物質為[Co(NH3)5Br]SO4；另一種配合物的溶液中加入BaCl2溶液時,無明顯現象,若加入AgNO3溶液時,產生淡黃色沉淀,該配合物能電離出Br-,則其化學式為:[Co(NH3)5SO4]Br。

（4）①根據晶胞可以看出，每個Ti原子周圍距離最近的Ni原子有6個，所以Ti的配位數為6。

②此晶體屬于面心立方晶型，每個晶胞中含有4個Ti原子，根據ρ=m/V進行計算。

(1) Ti原子序數為22，其基態原子的電子排布式為1s22S22p63s23p63d24s2或[Ar] 3d24s2 ；Ni元素的原子序數為28，在元素周期表位于第4周期第Ⅷ族；正確答案：1s22s22p63s23d24s2或[Ar] 3d24s2 ；第4周期第VIII族。

(2) Ti(SO4)2、NiSO4中，陰離子是SO2-4；根據價層電子對互斥理論可知價層電子對數為（6+2）/2=4，則中心原子S原子為sp3 雜化，其空間立體構型是正四面體；正確答案：正四面體；sp3。

(3) 一種化學式為[Co(NH3)5Br]SO4，往其溶液中加BaCl2溶液,發生反應Ba2++SO42-=BaSO4↓,產生白色沉淀；往另一種配合物的溶液中加入BaCl2溶液時,無明顯現象,若加入AgNO3溶液時,產生淡黃色沉淀,該配合物能電離出Br-,則其化學式為:[Co (NH3)5SO4]Br ；正確答案：產生白色沉淀；[Co (NH3)5SO4]Br 。

（4）①根據晶胞可以看出，每個Ti原子周圍距離最近的Ni原子有6個，所以Ti的配位數為6；正確答案：6。

②由晶胞可知，此晶體屬于面心立方晶型，而且Ti占據晶胞的頂點和面心，Ni占據晶胞的棱心和體心，則每個晶胞中含有1/4×12+1=4個Ni原子和1/2×6+1/8×8=4個Ti原子，設晶胞晶胞邊長apm，則有一個晶胞的質量為（a×10-10）3×d=4×107/NAg，解得a3= ×1030，a=×1010 pm 或×103 pm；正確答案：×1010 或×103。