Question

【題目】第四周期中的18中元素具有重要的用途，在現(xiàn)代工業(yè)中備受青睞．
（1）鉻是一種硬二脆，抗腐蝕性強的金屬，常用于電鍍和制造特種鋼．基態(tài)Cr原子中，電子占據(jù)最高能層的符號為 ， 該能層上具有的原子軌道數(shù)為 ， 電子數(shù)為 ，
（2）第四周期元素的第一電離能隨原子序數(shù)的增大，總趨勢是逐漸增大的，30Zn與31Ga的第一電離能是否符合這一規(guī)律？（填“是”或“否”），原因是（如果前一問填“是”，此問可以不答）
（3）鎵與第VA族元素可形成多種新型人工半導體材料，砷化鎵（GaAs）就是其中一種，其晶體結(jié)構(gòu)如下圖所示（白色球代表As原子）．在GaAs晶體中，每個Ga原子與個As原子相連，與同一個Ga原子相連的As原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為；
（4）與As同主族的短周期元素是N、P．AsH3中心原子雜化的類型；一定壓強下將AsH3和NH3 ． PH3的混合氣體降溫是首先液化的是 ， 理由是；
（5）鐵的多種化合物均為磁性材料，氮化鐵石期中一種，某氮化鐵的井胞結(jié)構(gòu)如圖所示，則氮化鐵的化學式為；設晶胞邊長為acm，阿伏加德羅常數(shù)為NA ， 該晶體的密度為g．cm﹣3（用含a和NA的式子表示）

Answer 1

【答案】
（1）N；16；1
（2）否；30Zn的4s能級有2個電子,處于全滿狀態(tài),較穩(wěn)定
（3）4；正四面體
（4）sp3； NH3； NH3分子之間有氫鍵,沸點較高
（5）Fe4N；
【解析】解：（1）鉻的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1，所以鉻在最外層是N層，有1個電子，N層上原子軌道為spdf四種，共有軌道數(shù)為1+3+5+7=16，

所以答案是：N；16；1；（2）原子的最外層電子數(shù)處于半滿或全滿時，是一種穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，此時原子的第一電離能都高于同周期相鄰的元素，30Zn的4s能級有2個電子，處于全滿狀態(tài)，較穩(wěn)定，所以30Zn與31Ga的第一電離能不符合逐漸增大的規(guī)律，

所以答案是：否；30Zn的4s能級有2個電子，處于全滿狀態(tài)，較穩(wěn)定；（3）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)圖，砷化鎵結(jié)構(gòu)中，As位于晶胞的面心和頂點上，Ga位于由四個As原子形成的四面體的體心，所以每個Ga原子與4個As原子相連，與同一個Ga原子相連的As原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為正四面體，

所以答案是：4；正四面體；（4）氨分子中氮原子按sp3方式雜化，N與As同主族，所經(jīng)AsH3的結(jié)構(gòu)應與NH3相似，AsH3中心原子雜化的類型為sp3，NH3分子之間有氫鍵，沸點較高，所以一定壓強下將AsH3和NH3．PH3的混合氣體降溫是首先液化的是NH3，

所以答案是：sp3；NH3；NH3分子之間有氫鍵，沸點較高；（5）根據(jù)均攤法在氮化鐵晶胞中，含有N原子數(shù)為1，F(xiàn)e原子數(shù)為 =4，所以氮化鐵的化學式Fe4N，晶胞的體積為a3cm3，所以 = g．cm﹣3= g．cm﹣3，

所以答案是：Fe4N； ；