2021年全世界前沿新材料领域取得新的进展，推动了高技术产业变革，钛（Ti）被称为“未来世界的金属”，广泛应用于国防、航空航天、生物材料等领域。请回答下列问题：

（1）基态Ti²⁺的价电子的电子排布图为

。与钛同周期的过渡元素中，基态原子未成对电子数最多的元素为

铬

铬

（写元素名称）。
（2）TiCl₄分子中4个氯原子不在同一平面上，则TiCl₄的立体构型为

正四面体

正四面体

。
（3）钙钛矿（CaTiO₃ ）型化合物是一类可用于生产太阳能电池、传感器、固体电阻器等的功能材料。CaTiO₃的晶胞如图（a）所示，其组成元素的电负性大小顺序是

O＞Ti＞Ca

O＞Ti＞Ca

。
（4）钛酸钙的阴、阳离子均可被半径相近的其他离子替代，从而衍生出多种钙钛矿型化合物。通过离子替代可获得具有优异光电性能的有机钙钛矿型化合物CH₃NH₃PbI₃，其中有机阳离子CH₃NH₃⁺可由甲胺 （CH₃NH₂ ）制得。其晶胞如图（b）所示。
①其中Pb²⁺与图（a）中

Ti⁴⁺

Ti⁴⁺

的空间位置相同。
②有机阳离子CH₃NH₃⁺中，N原子的杂化轨道类型是

sp³

sp³

；请从化学键的角度解释由甲胺形成CH₃NH₃⁺的过程：

氨分子中的一个氢原子被甲基取代后，所得甲胺（CH₃NH₂ ）的性质与氨相似，其中的N原子有一对孤电子，可以通过配位键再结合一个H⁺形成CH₃NH₃⁺

氨分子中的一个氢原子被甲基取代后，所得甲胺（CH₃NH₂ ）的性质与氨相似，其中的N原子有一对孤电子，可以通过配位键再结合一个H⁺形成CH₃NH₃⁺

。
（5）将金属元素Al掺杂到TiN多层膜中，能有效地改善纳米多层膜的耐磨性。其晶胞结构如图（c）所示，距离Ti最近的Al有

4

4

个。已知掺杂后的晶体密度为ρg•cm^-3，阿伏加德罗常数的值为N_A，原子①与原子②距离为

3

2

×

3

223

N

A

ρ

×10⁷

3

2

×

3

223

N

A

ρ

×10⁷

nm。