Question

[化学——选修3：物质结构与性质]利用元素周期表中同族元素的相似性，可预测元素的性质。

（1）写出P元素的基态原子的核外电子排布式：__________，P元素的基态原子有_________个未成对电子。

（2）白磷的分子式为P₄，其结构如下图所示。

科学家目前合成了 N₄分子，在N₄分子中N原子的杂化轨道类型是___________，N—N键的键角为_____________

（3）N、P、As原子的第一电离能由大到小的顺序为_____________。

（4）立方氮化硼晶体的结构如下图所示：

立方氮化硼晶体中，每个晶胞中B原子的个数为_____________。

（5）N与As是同族元素，B与Ga是同族元素，立方砷化镓晶体与立方氮化硼晶体结构类似，两种晶体中熔点较高的是____________；立方砷化镓晶体的晶胞边长为a pm（1pm=1×10^-12m），则其密度为____________g·cm^-3(用含a的式子表示，设N_A为阿伏加德罗常数的值)。

Answer

（1）1s22s22p63s23p3或[Ne]3s23p3，3；

（2）sp3，60o；（3）N>P>As；（4）4；

（5）氮化硼(BN)晶体；(145×4)/[NA·(a×10-10)3]或5.8×1032/（NA·a3）。

【解析】试题分析：（1）P属于15号元素，位于第三周期第VA族，核外电子排布式1s22s22p63s23p3或[Ne] 3s23p3，p能级有三个空轨道，每一个电子优先占据一个轨道，且自旋方向相同，因此有3个未成对电子；（2）根据白磷的分子结构，每一个氮原子有3个σ键，一个孤电子对，因此杂化类型为sp3，白磷的空间构型为正四面体，但键角是60o；（3）同主族从上到下第一电离能减小，即N>P>As；（4）根据晶胞的结构，B原子全部位于晶胞内，因此每个晶胞有4个B原子；(5)两者为原子晶体，N－B的键长比Ga－As的键长短，因此沸点高的是BN，此晶胞中含B原子数为4个，晶胞的质量为4×145/NAg，晶胞的体积为(a×10－10)3cm3，因此密度为：(145 × 4)/ [NA· (a×10-10)3]或5.8×1032/（NA·a3）。

考点：考查能级、杂化类型、第一电离能、晶胞等知识。