题目内容
【题目】氮与氟、硫、镓三种元素之间可以形成具有特殊组成和性质的化合物。回答下列问题：
(1)基态镓原子电子排布式为___；硫原子核外有___种运动状态不同的电子。
(2)第一电离能符号为I1，I1(N)___I1(S)(填“>”或“<”)。
(3)NSF(N=S-F)与SNF(S=N-F)互为同分异构体。
①关于NSF与SNF的说法正确的是___ (填标号)。
A.二者均含有极性键和非极性键
B.二者均含有σ键与π键
C.二者均为非极性分子
D.二者与SO2均互为等电子体
②NSF发生聚合生成三聚分子A(
)，SNF发生聚合生成三聚分子B(
)，分子A中σ键与π键数目之比为___，分子B中氮原子价电子空间构型为___。
(4)氮化镓是直接隙半导体材料，具有易发光、电光转化效率高的特点。某种立方晶型氮化镓晶胞如图所示。(图中“O”与“●”大小比例关系符合二者原子实际大小比例关系)
①图中“●”表示的原子为___ (填元素符号)。
②已知NA为阿伏加德罗常数的值，晶胞的密度为dg·cm-3。则晶胞的边长为___ nm。两个距离最近的氮原子之间的距离为___ nm。(均用含d和NA的式子表示)
【答案】1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1) 16 > BD 3：1 四面体型 N 
×107 
××107
【解析】
(1)镓是31号元素，位于元素周期表第四周期ⅢA族，故有四个电子层，最外层有三个电子；同一原子中不可能有运动状态完全相同的电子存在，故有多少个电子就有多少种运动状态；
(2)第一电离能与失去第一个电子能力相关，能级处于全满、半满、全空时较稳定；
(3)单键为σ键，双键中含1个σ键和1个π键，由价层电子对数确定价电子空间构型；
(4)用均摊法确定晶胞中原子个数，结合晶胞质量、密度计算晶胞的边长。
(1)镓有四个电子层，最外层有三个电子，故基态镓原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1)；硫原子核外有16个电子，故有16种运动状态不同的电子；
(2)同周期从左到右元素的第一电离能呈增大趋势，第IIA族和第VA族元素大于相邻元素，同主族从上到下元素的第一电离能逐渐减小，故I1(N)>I1(O)> I1(S)；
(3)①A.由二者结构可知，都存在极性共价键，都没有非极性键，A错误；
B.有单键有双键，故都含有σ键与π键，B正确；
C.二者正负电中心不重合，均为极性分子，C错误；
D.二者都与SO2原子总数相等、价电子总数相等，均与SO2互为等电子体，D正确；
答案选BD；
②分子A中σ键与π键数目之比为9:3=3:1，分子B中氮原子含有3对σ键电子对和一对孤电子对，所以N原子的价电子的空间构型是四面体型；
(4)①原子半径镓大于氮，根据原子大小对比可知图中“●”表示的原子为N；
②用均摊法可知，1个晶胞中含Ga：8×
+6×
=4，N：4，晶胞的体积为
g÷dg/cm3=
cm3，则晶胞的边长为
cm=×107nm，两个距离最近的氮原子之间的距离为面对角线的 ，两个距离最近的氮原子之间的距离为 ××107nm。
