Question

3．氮、磷、砷是同族元素，该族元素单质及其化合物在农药、化肥等方面有重要应用．回答下列问题：
（1）基态砷原子的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³．
（2）K₃[Fe（CN）₆]晶体中Fe³⁺与CN^-之间化学键类型为配位键，与CN^-互为等电子体的化合物分子式为CO．
（3）PM2.5富含大量的有毒、有害物质，易引发二次光化学烟雾污染．光化学烟雾中含有NO_x，、O₃、CH₂═CHCHO、HCOOH、等二次污染物．
①N₂O结构式可表示为N═N═O，N₂O中中心氮原子的杂化轨道类型为sp，l molPAN中含σ键数目为10N_A．
②测定大气中PM2.5的浓度方法之一是β-射线吸收法，β-射线放射源可用⁸⁵Kr．Kr晶体为面心立方晶体，若晶体中与每个Kr原子相紧邻的Kr原子有m个．晶胞中含K r原子为n个，则$\frac{m}{n}$=3（填数字）．已知Kr晶体的密度为ρg/cm³，摩尔质量为Mg/mol．阿伏加德罗常数用N_A表示，列式表示Kr晶胞参数α=$\root{3}{\frac{4M}{ρ{N}_{A}}}$×10^-7nm．

Answer 1

分析 （1）As原子核外电子数为33，根据能量最低原理书写核外电子排布式；
（2）Fe³⁺可以空轨道，CN^-含有孤对电子，二者形成配位键；与CN^-互为等电子体的化合物含有2个原子、价电子总数为10；
（3）①N₂O结构式可表示为N═N═O，N₂O中中心N原子形成2个σ键、没有孤对电子，杂化轨道数目为2；
单键为σ键，双键含有1个σ键、1个π键，PAN分子中σ键数目为10；
②Kr晶体为面心立方晶体，以顶点Kr原子研究，与之相邻的Kr原子处于面心，每个顶点为8个晶胞共用，每个面心为2个晶胞共用，利用均摊法计算晶胞中Kr原子数目、晶胞中Kr原子配位数，结合晶胞中含有Kr原子数目，表示出晶胞质量，再结合m=ρV计算晶胞棱长．

解答 解：（1）As原子核外电子数为33，根据能量最低原理，核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³；
（2）Fe³⁺含有空轨道，CN^-含有孤对电子，二者之间形成配位键；原子数目相等、价电子数目相等的微粒互为等电子体，与CN^-互为等电子体的化合物分子式为CO，
故答案为：配位；CO；
（3）①N₂O结构式可表示为N=N=O，N₂O中中心氮原子形成2个σ键、没有孤对电子，杂化轨道数目为2，N原子采取sp杂化；单键为σ键，双键含有1个σ键、1个π键，PAN分子中σ键数目为10，则l mol PAN中含σ键数目为10N_A，
故答案为：sp；10N_A；
②Kr晶体为面心立方晶体，以顶点Kr原子研究，与之相邻的Kr原子处于面心，每个顶点为8个晶胞共用，每个面心为2个晶胞共用，晶体中与每个Kr原子相紧邻的Kr原子数为$\frac{3×8}{2}$=12，晶胞中Kr原子数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，则$\frac{m}{n}$=3；
晶胞质量为4×$\frac{M}{{N}_{A}}$g，晶体的密度为ρg/cm³，则ρg/cm³×（a×10^-7 cm）³=4×$\frac{M}{{N}_{A}}$g，解得a=$\root{3}{\frac{4M}{ρ{N}_{A}}}$×10^-7，
故答案为：3；$\root{3}{\frac{4M}{ρ{N}_{A}}}$×10^-7．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、配合物、等电子体、杂化方式、化学键、晶胞计算等，是都物质结构主干知识考查，（3）中计算需要学生具备一定的空间想象，理解掌握用均摊法进行晶胞有关计算．