Question

（12分）M的金属粉末在真空中加热500～1000℃与氮气反应生成红褐色粉末状的A，将A加热到1400℃时分解成黄绿色粉末状的B。已知A为简单六方晶系，a=387pm，c=2739pm，密度r=10.55g/cm³。其中M－N间的距离为270pm，而M ^n＋的半径为99pm，N^3－半径为171pm。B为面心立方晶系，与NaCl结构相同，a=516pm。根据摩尔效应的测量，B中平均每个M离子常有1.47个电子。

5-1  试通过计算确定金属M以及A、B的化学式。写出M的价电子构型。

5-2  计算B的密度。

5-3  说明A、B的导电性情况。

5-4  M的质子数较氮原子多83，其质量数可以是212~236之间的整数。根据原子核的壳层理论，当质子数（Z）和中子数（N）为2，8，20，28，50，82，114，126，184等偶数时，核特别稳定，半衰期比较长。质子和中子均为偶数的核素比较稳定。试问M的哪些核素较稳定？试举出两例。

5-5  1936年N.Bohr提出了复合核理论。将²³²M与⁷⁶Ge通过核融合后，生成一种核素N，同时释放出3个中子。试写出核反应方程式，确定N在周期表中的位置。

Answer 1

5-1  M =  = 752.04g/mol（1分）。

设A的化学式为M _x N _y。讨论得到当y = 4时，x = 3，M = 232.0g/mol。（1分）

M为钍Th。所以A为Th₃N₄（1分）；B为ThN（1分）。6d ² 7s²（1分）

5-2   =  = 11.90g/cm³（2分）

5-3  A是绝缘体，因为A中Th―N间的距离等于阴阳离子半径之和，无空隙。B为电的良导体。（2分）

5-4  质量数是226、228、230等较稳定。（1分）

5-5  ²³²Th＋⁷⁶Ge  ³⁰⁵N＋3n（1分）

N在周期表中为：第八周期、IIIB族，属于类锕系元素。（1分）