Question

请完成下列各题：
（1）前四周期元素中，基态原子中未成对电子数与其所在周期数相同的元素有

 

种．
（2）第ⅢA、ⅤA族元素组成的化合物GaN、GaP、GaAs等是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与单晶硅相似．Ga原子的电子排布式为

 

．在GaN晶体中，每个Ga原子与

 

个N原子相连，与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间构型为

 

．在四大晶体类型中，GaN属于

 

晶体．
（3）在极性分子NCl₃中，N原子的化合价为-3，Cl原子的化合价为+1，请推测NCl₃水解的主要产物是

 

（填化学式）．
（4）比较NO₂⁺和NO₂^-键角：

 

并简述理由

 

．

Answer 1

考点：原子核外电子排布,键能、键长、键角及其应用

专题：化学键与晶体结构

分析：（1）第一周期中，氢原子有一个未成对电子，第二周期中，碳和氧有两个未成对电子，第三周期中磷有三个未成对电子，在第四周期中铁有四个未成对电子，据此答题；
（2）Ga是31号元素，根据核外电子排布规律写电子排布式，根据Ga和N的最外电动电子数可确定原子的配位数和成键情况以及晶体的类型；
（3）根据水解前后有关元素的化合价不变，水解时负价的结合氢离子，正价的结合氢氧根离子，据此写产物的化学式；
（4）根据中心原子的杂化方式判断并答题；

解答： 解：（1）第一周期中，氢原子有一个未成对电子，第二周期中，碳和氧有两个未成对电子，第三周期中磷有三个未成对电子，在第四周期中铁有四个未成对电子，共有5种元素，故答案为：5；
（2）Ga是31号元素，根据核外电子排布规律可知电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p¹（或[Ar]3d¹⁰4s²4p¹），因为GaN晶体结构与单晶硅相似，所以每个Ga可与4个N形成共价键，同一个Ga原子相连的N原子构成的空间构型为正四面体，由于晶体硅是原子晶体，所以GaN晶体也是原子晶体，故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p¹（或[Ar]3d¹⁰4s²4p¹）；4；正四面体；原子；
（3）根据水解前后有关元素的化合价不变，水解时负价的原子结合氢离子，正价的原子结合氢氧根离子，所以产物的化学式为HClO；NH₃?H₂O，故答案为：HClO；NH₃?H₂O；
（4）NO₂⁺中，N原子的价层电子对数为

5-1

2

=2，所以N原子为SP杂化，键角180°，NO₂^-中，N原子的价层电子对数为

5+1

2

=3，N原子为SP²杂化，键角120°，所以键角NO₂⁺＞NO₂^-，故答案为：NO₂⁺＞NO₂^-；NO₂⁺为SP杂化，键角180°  NO₂^-为SP²杂化，键角120°；

点评：本题主要考查了原子结构和元素周期表的关系，以及原子晶体的结构和离子中键角的分析，中等难度，解题时要注意基础知识的灵活运用．