题目内容
【题目】第四周期中的18中元素具有重要的用途,在现代工业中备受青睐.
(1)铬是一种硬二脆,抗腐蚀性强的金属,常用于电镀和制造特种钢.基态Cr原子中,电子占据最高能层的符号为 , 该能层上具有的原子轨道数为 , 电子数为 ,
(2)第四周期元素的第一电离能随原子序数的增大,总趋势是逐渐增大的,30Zn与31Ga的第一电离能是否符合这一规律?(填“是”或“否”),原因是(如果前一问填“是”,此问可以不答)
(3)镓与第VA族元素可形成多种新型人工半导体材料,砷化镓(GaAs)就是其中一种,其晶体结构如下图所示(白色球代表As原子).在GaAs晶体中,每个Ga原子与个As原子相连,与同一个Ga原子相连的As原子构成的空间构型为;
(4)与As同主族的短周期元素是N、P.AsH3中心原子杂化的类型;一定压强下将AsH3和NH3 . PH3的混合气体降温是首先液化的是 , 理由是;
(5)铁的多种化合物均为磁性材料,氮化铁石期中一种,某氮化铁的井胞结构如图所示,则氮化铁的化学式为;设晶胞边长为acm,阿伏加德罗常数为NA , 该晶体的密度为g.cm﹣3(用含a和NA的式子表示)
【答案】
(1)N;16;1
(2)否;30Zn的4s能级有2个电子,处于全满状态,较稳定
(3)4;正四面体
(4)sp3; NH3; NH3分子之间有氢键,沸点较高
(5)Fe4N;
【解析】解:(1)铬的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,所以铬在最外层是N层,有1个电子,N层上原子轨道为spdf四种,共有轨道数为1+3+5+7=16,
所以答案是:N;16;1;(2)原子的最外层电子数处于半满或全满时,是一种稳定结构,此时原子的第一电离能都高于同周期相邻的元素,30Zn的4s能级有2个电子,处于全满状态,较稳定,所以30Zn与31Ga的第一电离能不符合逐渐增大的规律,
所以答案是:否;30Zn的4s能级有2个电子,处于全满状态,较稳定;(3)根据晶胞结构图,砷化镓结构中,As位于晶胞的面心和顶点上,Ga位于由四个As原子形成的四面体的体心,所以每个Ga原子与4个As原子相连,与同一个Ga原子相连的As原子构成的空间构型为正四面体,
所以答案是:4;正四面体;(4)氨分子中氮原子按sp3方式杂化,N与As同主族,所经AsH3的结构应与NH3相似,AsH3中心原子杂化的类型为sp3,NH3分子之间有氢键,沸点较高,所以一定压强下将AsH3和NH3.PH3的混合气体降温是首先液化的是NH3,
所以答案是:sp3;NH3;NH3分子之间有氢键,沸点较高;(5)根据均摊法在氮化铁晶胞中,含有N原子数为1,Fe原子数为 =4,所以氮化铁的化学式Fe4N,晶胞的体积为a3cm3,所以
=
g.cm﹣3=
g.cm﹣3,
所以答案是:Fe4N; ;
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