问题标题:
利用周期表中同族元素的相似性,可预测元素的性质.(1)P元素的基态原子有___个未成对电子,白磷的分子式为P4,其结构如图1所示.科学家目前合成了N4分子,N原子的杂化轨道类型是__
问题描述:
利用周期表中同族元素的相似性,可预测元素的性质.
(1)P元素的基态原子有___个未成对电子,白磷的分子式为P4,其结构如图1所示.科学家目前合成了 N4分子,N 原子的杂化轨道类型是___,N-N 键的键角为___;N4分解后能产生N2并释放出大量能量,推测其用途为___.
(2)N、P、As原子的第一电离能由大到小的顺序为___.
(3)立方氮化硼晶体的结构如图2所示:
该晶体中,B原子填充在N原子的___空隙,且占据此类空隙的比例为___(填百分数).
(4)N与As是同族元素,B与Ga是同族元素,立方砷化镓晶体与立方氮化硼晶体结构类似,两种晶体中熔点较高的是___;立方砷化镓晶体的晶胞边长为a pm,则其密度为___g•cm-3 (用含a的式子表示,设NA为阿伏加德罗常数的值).
李智梁回答:
(1)P元素原子价电子排布式为3s22p3,基态原子有3个未成对电子,N4分子与P4结构相似,为正四面体构型,N4分子中N原子形成3个σ键、含有1对孤对电子,杂化轨道数目为4,N原子采取sp3杂化,每个面为正三角形,N-N键的键角为60°;N4分解后能产生N2并释放出大量能量,可以制造火箭推进剂或炸药,
故答案为:3;sp3;60°;制造火箭推进剂或炸药;
(2)同主族自上而下第一电离能减小,故第一电离能:N>P>As,
故答案为:N>P>As;
(3)B原子周围的4个N原子形成正四面体结构;每个晶胞中由8个这样的正四面体结构,只有4个填充B原子,B原子占据此类空隙的比例为50%,
故答案为:正四面体;50%;
(4)立方砷化镓晶体与立方氮化硼晶体结构类似,均属于原子晶体,原子半径N<As、B<Ga,故氮化硼中共价键更强,氮化硼的晶体熔点更高,晶胞中As、Ga原子数目均为4,晶胞质量为4×145N
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