Question

【題目】N、Ga元素因其在生產(chǎn)、生活和科研領(lǐng)域的重要作用而備受關(guān)注。

請回答下列問題:

（1）基態(tài)Ga原子中含有___________________種能量不同的電子，其中能量最高的電子的電子云輪廓圖的形狀為_________________________。

（2）Ga單質(zhì)有晶體和玻璃體兩種形態(tài)，區(qū)別二者最可靠的科學方法為_____________________。

（3）Ga分別與N、P、AS形成化合物的晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似，其熔點如下表所示:

物質(zhì)	GaN	GaP	GaAs
熔點/℃	1700	1465	1238

①從結(jié)構(gòu)的角度分析，三種晶體熔點不同的原因為____________________________________。

②GaN晶體中含有的化學鍵類型為______________(填選項字母)。

A.離子鍵 B.配位鍵 C.σ鍵 D.π鍵 E.氫鍵

③GaP的晶胞結(jié)構(gòu)可看作金剛石晶胞內(nèi)部的碳原子被P原子代替，頂點和面心的碳原子被Ga原子代替。若GaP晶體的密度為pg·cm-3，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則晶胞中Ga和P原子的最近距離為____________nm。

（4）第二周期元素中，基態(tài)原子的第一電離能大于基態(tài)氮原子的有__________種。

（5）NaNH2是一種重要的工業(yè)原料。

①鈉元素的焰色反應(yīng)為黃色。很多金屬元素能產(chǎn)生焰色反應(yīng)的微觀原因為___________________。

②NH2-中氮原子的雜化方式為_____________；該離子的空間構(gòu)型為________________。

③寫出與NH2-互為等電子體的分子的化學式：____________________(任寫一種)。

Answer 1

【答案】8 啞鈴形(或紡錘形) 做X-射線衍射實驗 三種晶體均為原子晶體，N、P、As原子半徑增大，鍵長增長，鍵能減小，熔點降低 BC 2 電子從較高能級的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能級激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)時，以光的形式釋放能量，形成焰色反應(yīng) sp3 V形 H2O、H2S等(任寫一種)

【解析】

（1）基態(tài)Ga原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p1，同能級電子的能量相同，故有8種能量不同的電子，其中能量最高的電子在4p能其軌道電子云輪廓圖的形狀為啞鈴形（或紡錘形）。

（2）區(qū)分晶體和非晶體最科學的方法為X射線衍射實驗。

（3）①三種品體均為原子晶體，原子晶體的熔點高低受鍵能影響，隨著N、P、As原子半徑增大，鍵長增長，鍵能減小，熔點降低②原子晶體中不含離子健和π鍵，氫鍵不屬于化學鍵，A、D、E項錯誤；根據(jù)Ga原子和N原子的結(jié)構(gòu)特點，GaN晶體的σ鍵中，部分為兩種原子形成的配位鍵，B、C項正確。品胞中Ga和P原子的最近距離為晶胞體對角線的1/4， 設(shè)Ga和P原子的最近距離為b cm，晶參數(shù)為a cm，可得b= cm，a=4 b cm；每個晶胞3中含有Ga原子和P原子數(shù)目均為4個，則晶體密度g/cm-3

（4）同周期元素基態(tài)原子的第一電離能從左到右有增大勢，其中第ⅡA族和ⅢA族，第VA族和第AⅣ族反常，0族最大，則第二周期元素中，基態(tài)原子的第一電離能大于基態(tài)氮原子的有2種。

（5）焰色反應(yīng)的本質(zhì)原因是電子躍遷，NH2-中N原子的價層電子對數(shù)目為4，故氮原子的雜化方式為sp2，空間構(gòu)型為V形。根據(jù)等電子體的含義可知，與NH2-的等電子體的分子有H2O、H2S等。