d區(qū)金屬元素鈦有“太空金屬”“未來金屬”等美譽,在航空航天、海洋產(chǎn)業(yè)等行業(yè)有重要作用?;卮鹣铝袉栴}:
(1)基態(tài)鈦原子的核外電子排布式為
1s22s22p63s23p63d24s2
1s22s22p63s23p63d24s2
。
(2)原子中運動的電子有兩種相反的自旋狀態(tài),若一種自旋狀態(tài)用+表示,與之相反的則用-表示,稱為電子的自旋磁量子數(shù)。對于基態(tài)鈦原子,其價電子自旋磁量子數(shù)的代數(shù)和為 +1或-1
+1或-1
。
(3)如圖1所示的晶體結(jié)構(gòu)是一種基礎(chǔ)無機介電材料的最小結(jié)構(gòu)單元(晶胞),這種晶體材料的化學(xué)式為 CaTiO3
CaTiO3
。
(4)我國科學(xué)家用Mg3N2和TiCl4制備超導(dǎo)材料TiN,理論分析可能的反應(yīng)為:
Mg3N2+2TiCl4═2TiN+3MgCl2+Cl2↑Ⅰ
4Mg3N2+6TiCl4═6TiN+12MgCl2+N2↑Ⅱ
已知:ⅰ.部分物質(zhì)的熔沸點
|
Mg3N2 |
TiCl4 |
MgCl2 |
TiN |
熔點/℃ |
800(分解) |
?25 |
714 |
2950 |
沸點/℃ |
700(升華) |
136.4 |
1412 |
(略) |
ⅱ.TiCl
4能和NaOH溶液反應(yīng)。
制備TiN的關(guān)鍵步驟如下:600℃時,將TiCl
4按0.2L/min的速率通入盛有Mg
3N
2的剛玉坩堝內(nèi),當(dāng)TiCl
4適當(dāng)過量后停止通入,在N
2中冷卻至室溫。
科學(xué)家通過測定不同時間段尾氣處理裝置中鈦和氯的質(zhì)量百分含量,進而確定生成TiN反應(yīng)的化學(xué)方程式。
①TiCl
4屬于
分子晶體
分子晶體
晶體。
②結(jié)合圖,判斷制備TiN的反應(yīng)是“Ⅰ”還是“Ⅱ”,并說明判斷依據(jù)
不同時段吸收的Cl、Ti質(zhì)量比都約3:1,說明吸收的Cl、Ti是固定的,即為4:1
不同時段吸收的Cl、Ti質(zhì)量比都約3:1,說明吸收的Cl、Ti是固定的,即為4:1
。