Question

【题目】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gcm﹣3 （用含a的式子表示，设NA为阿伏加德罗常数的值）．

Answer 1

【答案】
（1）3；sp3；60°；制造火箭推进剂或炸药
（2）N＞P＞As
（3）正四面体；50%
（4）氮化硼；
【解析】（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， 所以答案是：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，所以答案是：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%，所以答案是：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× g，晶胞密度为4× g÷（a×10﹣10 cm）3= g．cm﹣3 ， 所以答案是：氮化硼； ．