Question

15．現(xiàn)有前四周期元素A、B、C、D、E，原子序數(shù)依次增大．A的基態(tài)原子核外電子占據(jù)3個能級，最外層電子數(shù)是電子層數(shù)的2倍．基態(tài)B原子與A同周期，p能級達到半充滿．C原子電子層數(shù)與最外層電子數(shù)相等．B和E同主族，基態(tài)D原子的價層電子排布通式為ns²np¹．
請回答下列問題：
（1）基態(tài)E原子的價電子排布式為4s²4p³．
（2）上述5種元素中，電負性最大的元素是N，lmolAB^-中含有π鍵的數(shù)目是2N_A．
（3）BO${\;}_{3}^{-}$的空間構型為平面三角形，寫出它的一種等電子體CO₃^2-．
（4）B、C可組成二種新型無機非金屬材料CB，具有尉高溫，耐磨性能．它的晶體類型為原子晶體，其晶胞與金剛石晶胞相似，已知晶胞邊長為apm，則該晶胞的密度為$\frac{1.64×1{0}^{32}}{{a}^{3}{N}_{A}}$ g/cm³．（用含a、N_A的式子表示）．
（5）D、B可組成第三代半導體材料，其晶胞如圖所示，它的化學式為GaN．

Answer 1

分析 前四周期元素A、B、C、D、E，原子序數(shù)依次增大，A的基態(tài)原子核外電子占據(jù)3個能級，最外層電子數(shù)是電子層數(shù)的2倍，則A為C，基態(tài)B原子與A同周期，p能級達到半充滿，則B為N，C原子電子層數(shù)與最外層電子數(shù)相等，則C為Al，基態(tài)D原子的價層電子排布通式為ns²np¹，D的原子序數(shù)大于Al，則D為Ga，B和E同主族，則E為As，據(jù)此答題．

解答 解：前四周期元素A、B、C、D、E，原子序數(shù)依次增大，A的基態(tài)原子核外電子占據(jù)3個能級，最外層電子數(shù)是電子層數(shù)的2倍，則A為C，基態(tài)B原子與A同周期，p能級達到半充滿，則B為N，C原子電子層數(shù)與最外層電子數(shù)相等，則C為Al，基態(tài)D原子的價層電子排布通式為ns²np¹，D的原子序數(shù)大于Al，則D為Ga，B和E同主族，則E為As，
（1）E為As，基態(tài)E原子的價電子排布式為4s²4p³，
故答案為：4s²4p³；
（2）根據(jù)元素周期律可知，同周期從左向右，元素的電負性逐漸增大，同主族從上向下，元素的電負性逐漸減小，所以上述5種元素中，電負性最大的元素是N，CN^-與N₂互為等電子體，結構相似，lmolCN^-中含有π鍵的數(shù)目是2N_A，
故答案為：N；2N_A；
（3）NO₃^-的中心原子氮原子的價層電子對數(shù)為$\frac{5+1}{2}$=3，所以NO₃^-的空間構型為平面三角形，它的一種等電子體為CO₃^2-，
故答案為：平面三角形；CO₃^2-；
（4）B、C可組成二種新型無機非金屬材料為AlN，具有尉高溫，耐磨性能，它的晶體類型為原子晶體，其晶胞與金剛石晶胞相似，則每個晶胞中含有4個鋁原子和4個氮原子，已知晶胞邊長為apm，則該晶胞的密度為$\frac{\frac{4×（27+14）}{{N}_{A}}}{（apm）^{3}}$=$\frac{1.64×1{0}^{32}}{{a}^{3}{N}_{A}}$g/cm³，
故答案為：原子晶體；$\frac{1.64×1{0}^{32}}{{a}^{3}{N}_{A}}$；
（5）D為Ga，B為N，D、B可組成第三代半導體材料，根據(jù)晶胞圖可知，晶胞中含有N原子數(shù)為$6×\frac{1}{3}+4$=6，含有Ga原子數(shù)為$12×\frac{1}{6}+2×\frac{1}{2}+3$=6，所以化學式為GaN，
故答案為：GaN．

點評 本題考查結構性質與位置關系、核外電子排布規(guī)律、電負性、分子的空間構型、晶胞的計算等，綜合性較大，難度中等，推斷元素是解題的關鍵，注意基礎知識的掌握．