Question

【題目】利用周期表中同主族元素的相似性，可預(yù)測元素的性質(zhì)。

(1)P元素的基態(tài)原子有______個未成對電子，白磷的分子式為P4，其結(jié)構(gòu)如圖甲所示。科學(xué)家目前合成了N4 分子，N 原子的雜化軌道類型是______，N-N 鍵的鍵角為_____；N4分解后能產(chǎn)生N2并釋放出大量能量，推測其用途為____________。

(2)N、P、As 原子的第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>___________。

(3)立方氮化硼晶體的結(jié)構(gòu)如圖乙所示。該晶體中，B原子填充在N原子的______(填空間構(gòu)型名稱)空隙中，且占據(jù)此類空隙的比例為________(填百分?jǐn)?shù))。

(4)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(diǎn)較高的是________；立方砷化鎵晶體的晶胞邊長為a pm，則其密度為____g·cm-3(用含a 的式子表示，設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。

Answer 1

【答案】 3 sp3 60° 制造火箭推進(jìn)劑或炸藥 N>P>As (正)四面體 50% 氮化硼

【解析】(1)P元素原子價(jià)電子排布式為,基態(tài)原子有3個未成對電子,分子與結(jié)構(gòu)相似,為正四面體構(gòu)型,分子中N原子形成3個鍵、含有1對孤對電子,雜化軌道數(shù)目為4,N原子采取雜化,每個面為正三角形,鍵的鍵角為;分解后能產(chǎn)生并釋放出大量能量,可以制造火箭推進(jìn)劑或炸藥,因此，本題正確答案是:3;;;制造火箭推進(jìn)劑或炸藥;

(2)同主族自上而下第一電離能減小,故第一電離能:,
因此，本題正確答案是:;

(3)B原子周圍的4個N原子形成正四面體結(jié)構(gòu);每個晶胞中由8個這樣的正四面體結(jié)構(gòu),只有4個填充B原子,B原子占據(jù)此類空隙的比例為,
因此，本題正確答案是:正四面體;;
(4)立方砷化鎵晶體與立方氮化硼晶體結(jié)構(gòu)類似,均屬于原子晶體,原子半徑、,故氮化硼中共價(jià)鍵更強(qiáng),氮化硼的晶體熔點(diǎn)更高,晶胞中As、Ga原子數(shù)目均為4,晶胞質(zhì)量為,晶胞密度為,
因此，本題正確答案是:氮化硼;.

點(diǎn)睛:本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)相關(guān)知識， (2)同主族自上而下第一電離能減小;
(3)B原子周圍的4個N原子形成正四面體結(jié)構(gòu);每個晶胞中由8個這樣的正四面體結(jié)構(gòu),只有4個填充B原子;(4)立方砷化鎵晶體與立方氮化硼晶體結(jié)構(gòu)類似,均屬于原子晶體,原子半徑越小,共價(jià)鍵越強(qiáng),晶體熔點(diǎn)越高;根據(jù)均攤法計(jì)算晶胞中As、Ga原子數(shù)目,表示出晶胞質(zhì)量,根據(jù)計(jì)算晶胞密度.