Question

【題目】[化學——選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]利用元素周期表中同族元素的相似性，可預測元素的性質(zhì)。

（1）寫出P元素的基態(tài)原子的核外電子排布式：__________，P元素的基態(tài)原子有_________個未成對電子。

（2）白磷的分子式為P4，其結(jié)構(gòu)如下圖所示。

科學家目前合成了 N4分子，在N4分子中N原子的雜化軌道類型是___________，N—N鍵的鍵角為_____________

（3）N、P、As原子的第一電離能由大到小的順序為_____________。

（4）立方氮化硼晶體的結(jié)構(gòu)如下圖所示：

立方氮化硼晶體中，每個晶胞中B原子的個數(shù)為_____________。

（5）N與As是同族元素，B與Ga是同族元素，立方砷化鎵晶體與立方氮化硼晶體結(jié)構(gòu)類似，兩種晶體中熔點較高的是____________；立方砷化鎵晶體的晶胞邊長為a pm（1pm=1×10-12m），則其密度為____________g·cm-3(用含a的式子表示，設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。

Answer 1

【答案】（1）1s22s22p63s23p3或[Ne]3s23p3，3；

（2）sp3，60o；（3）N>P>As；（4）4；

（5）氮化硼(BN)晶體；(145×4)/[NA·(a×10-10)3]或5.8×1032/（NA·a3）。

【解析】試題分析：（1）P屬于15號元素，位于第三周期第VA族，核外電子排布式1s22s22p63s23p3或[Ne] 3s23p3，p能級有三個空軌道，每一個電子優(yōu)先占據(jù)一個軌道，且自旋方向相同，因此有3個未成對電子；（2）根據(jù)白磷的分子結(jié)構(gòu)，每一個氮原子有3個σ鍵，一個孤電子對，因此雜化類型為sp3，白磷的空間構(gòu)型為正四面體，但鍵角是60o；（3）同主族從上到下第一電離能減小，即N>P>As；（4）根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)，B原子全部位于晶胞內(nèi)，因此每個晶胞有4個B原子；(5)兩者為原子晶體，N－B的鍵長比Ga－As的鍵長短，因此沸點高的是BN，此晶胞中含B原子數(shù)為4個，晶胞的質(zhì)量為4×145/NAg，晶胞的體積為(a×10－10)3cm3，因此密度為：(145 × 4)/ [NA· (a×10-10)3]或5.8×1032/（NA·a3）。