钛和钛的合金已被广泛用于制造电讯器材、人造骨骼、化工设备、飞机等航天航空材料，被誉为“未来世界的金属”。试回答下列问题：（1）钛有两种原子，它们互称为____。

题型：不详难度：来源：

钛和钛的合金已被广泛用于制造电讯器材、人造骨骼、化工设备、飞机等航天航空材料，被誉为“未来世界的金属”。试回答下列问题：
（1）钛有两种原子，它们互称为____。元素在元素周期表中的位置是第_____周期，第____族；基态原子的电子排布式为_____；按电子排布Ti元素在元素周期表分区中属于_____区元素。
（2）偏钛酸钡在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。偏钛酸钡晶体中晶胞的结构如图所示，它的化学式是______，

（3）氮化钛(Ti₃N₄)为金黄色晶体，由于具有令人满意的仿金效果，越来越多地成为黄金装饰的替代品。以TiCl₄为原料，经过一系列反应，可以制Ti₃N₄和纳米TiO₂
。
①Ti₃N₄中元素的化合价为_____。TiCl₄分子中4个氯原子不在同一平面上，则TiCl₄的空间构型为______。
②反应①为置换反应、该反应的化学方程式为______。
③纳米TiO₂是一种应用广泛的催化剂，纳米TiO₂催化的一个实例如下：

化合物甲的分子中采取杂化的碳原子个数为_____，化合物乙中采取杂化的原子的第一电离能由大到小的顺序为_____。
④有一种氮化钛晶体的晶胞如图所示，该氮化钛晶胞中含有______个N原子，晶胞中N、Ti之间的最近距离为a pm，则该氮化钛的密度为______g． (N_A为阿伏加德罗常数的数值，只列算式)。

答案

（1）同位素  四    IVB   1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²    d；
（2）BaTiO₃
（3）①+4 正四面体；② 2Mg+TiCl₄Ti+2MgCl₂ ③7  N>O>C ；④4 

解析

试题分析：（1）钛的这两种原子质子数相同，而中子数不同，使用属于同位素。22元素Ti在元素周期表中的位置是第四周期第ⅣB。基态Ti原子的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²。按电子排布Ti元素在元素周期表分区中属于d区元素。（2）在每个偏钛酸钡晶体中晶胞中含有Ba:1;Ti：8×1/8="1;" O:12×1/4=3.所以偏钛酸钡的化学式是BaTiO₃. （3）①根据在任何化合物中正负化合价的代数和为0的原则。可知：在Ti₃N₄中元素的化合价为Ti：+4价，N：-3价。由于在TiCl₄中四个Cl原子不在一个平面内。则TiCl₄的空间构型为 正四面体型。②TiCl4与Mg发生的是为置换反应，该反应的化学方程式为Mg+TiCl₄Ti+2MgCl₂。③在化合物中采用sp2杂化的碳原子有苯环上的6个C原子和羰基上的C原子，共有7个C原子。化合物乙中采取杂化的原子有C、N、O三个，当原子核外的电子处于全充满、半充满或全空时是稳定的状态，N原子的2p轨道处于半充满的稳定状态。其余的则原子核外的电子数越多，原子越难失去电子。因此它们的第一电离能由大到小的顺序为N>O>C。④N原子在顶点和面心上，Ti在棱边上和体内。所以每个晶胞中含有的原子个数为：N：8×1/8+6×1/2=4;Ti:12×1/4+1=4.即每个晶胞内含有4个TiN。由晶胞图可知：晶胞的边长为2a×10^-10cm.