Question

18．氮族元素是指位于元素周期表第15列的元素，包括氮、磷、砷（As）、銻（Sb）、鉍（Bi）五種元素．請(qǐng)回答下列問題：
（1）砷化氫具有無(wú)色、劇毒、可燃的性質(zhì)，盡管它殺傷力很強(qiáng)，但在工業(yè)中仍被廣泛使用，也可用于合成各種有機(jī)砷化物．砷化氫中砷原子采用的雜化方式為sp³雜化，分子構(gòu)型為三角錐形
（2）氮、磷、砷是氮族元素中的三種非金屬元素，它們的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)镹＞P＞As．
（3）與砷同周期，原子核外未成對(duì)電子數(shù)最多的元素是Cr（填元素符號(hào)），該元素原子的價(jià)電子（外圍電子）排布式為3d⁵4s¹．
（4）金屬Ni與As同周期，Ni的晶體在不同溫度下有兩種不同的堆積方式，晶胞分別如圖所示，體心立方晶胞和面心立方晶胞中實(shí)際含有的Ni原子數(shù)之比為1：2，兩種晶體的密度之比為3$\sqrt{6}$：8．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷中心原子雜化類型及分子空間構(gòu)型，價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=成鍵電子對(duì)個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)，據(jù)此分析解答；
（2）同主族隨原子序數(shù)增大，電負(fù)性逐漸減弱；
（3）與砷同周期，未成對(duì)電子數(shù)最多為鉻；
（4）利用均攤法計(jì)算晶胞中原子數(shù)目，進(jìn)而計(jì)算體心立方晶胞和面心立方晶胞中實(shí)際含有的Ni原子個(gè)數(shù)之比；根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計(jì)算晶胞的密度，然后求出比值；

解答 （1）砷化氫（AsH₃）分子中As原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是3，且含有一個(gè)孤電子對(duì)，所以中心原子雜化方式是sp³、分子空間構(gòu)型為三角錐形；
故答案為：sp³雜化；三角錐形；
 （2）同主族隨原子序數(shù)增大，電負(fù)性逐漸減弱，則氮、磷、砷電負(fù)性由大到小的順序：N＞P＞As；
故答案為：N＞P＞As；
（3）與砷同周期，未成對(duì)電子數(shù)最多為鉻，Cr的價(jià)電子排布為3d⁵4s¹，未成對(duì)電子數(shù)為6；
故答案為：Cr；3d⁵4s¹；     
（4）體心立方結(jié)構(gòu)晶胞中Ni原子數(shù)為1+8×$\frac{1}{8}$=2，面心立方結(jié)構(gòu)晶胞中鐵原子數(shù)為1+6×$\frac{1}{2}$=4，故兩種結(jié)構(gòu)的Ni原子數(shù)之比為2：4=1：2；
設(shè)體心立方中晶胞的棱長(zhǎng)為x，鐵原子的直徑為A，則3x²=（2A）²，解得x=$\frac{2\sqrt{3}A}{3}$；
鐵原子直徑=A，所以其晶胞體積=R³，面心立方中晶胞的對(duì)角線為2A，則其邊長(zhǎng)=$\sqrt{2}$A，其晶胞體積=2$\sqrt{2}$A³．
體心立方的密度與面心立方的密度之比=$\frac{2m}{（\frac{2\sqrt{3}A}{3}）^{3}}$：$\frac{4m}{（2\sqrt{2}{A}^{3}）}$=3$\sqrt{6}$：8；
故答案為：1：2；3$\sqrt{6}$：8；

點(diǎn)評(píng) 本題考查了雜化方式、空間構(gòu)型的判斷、電負(fù)性、晶胞的密度等知識(shí)點(diǎn)，難點(diǎn)是計(jì)算晶胞的密度，知道體心立方和面心立方中哪三個(gè)原子緊密相連即可分析解答，難度較大．