Question

Ga、N、Ni、As等元素常用于制造高科技材料。回答下列问题:

（1）基态As原子核外电子排布式为[ Ar] _____。

（2）元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能（E₁）。第二周期部分元素的E₁变化趋势如图所示,其中除氮元素外，其他元素的E₁自左向右依次增大的原因是___________；氮元素的E₁呈现异常的原因是________。

（3）我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐（N₅）₆（H₃O）₃（NH₄）₄Cl（用R表示）。经X射线衍射测得化合物R的晶体结构,其局部结构如图所示。图中虚线代表氢键,其表示式为（NH₄⁺ ）N— H…Cl、_______、_________。

（4）8-羟基喹啉铝（分子式为C₂₇ H₁₈AlN₃O₃）用于发光材料及电子传输材料,可由LiAlH与8-羟基喹啉（）合成。LiAlH中阴离子的空间构型为___ ;8- 羟基喹啉所含元素中电负性最大的是___（填元素符号）,N、O的杂化方式依次为___、____。

（5）GaAs的晶胞结构如图所示,其晶胞参数为a pm。设阿伏加德罗常数的值为N_A,则GaAs的密度是_______g·cm^-3（列出计算表达式）。

Answer

3d104s24p3 同周期从左到右核电荷数依次增大，半径逐渐减小，故结合一个电子释放出的能量依次增大 N的2p能级处于半充满状态，相对稳定，不易结合电子 (H3O+)O−H…N (NH4+)N−H…N 正四面体 O sp2 sp3

【解析】

（1）根据核外电子排布规律分析解答；（2）根据第一电子亲和能的定义及元素周期律分析解答；（3）根据氢键形成原理及图示分析解答；（4）根据价层电子对互斥理论、电负性概念分析解答；（5）根据晶胞结构及阿伏伽德罗常数含有分析解答。

（1）As原子核外共有33个电子，根据电子排布规律分析得：1s22s22p63s23p63d104s24p3，即[ Ar] 3d104s24p3，故答案为：3d104s24p3；

（2）元素的非金属性越强，越易得到电子，则第一电子亲和能越大，同周期从左到右核电荷数依次增大，半径逐渐减小，从左到右易结合电子，放出的能量增大，N的最外层为半充满结构，较为稳定，不易结合一个电子，故答案为：同周期从左到右核电荷数依次增大，半径逐渐减小，故结合一个电子释放出的能量依次增大；N的2p能级处于半充满状态，相对稳定，不易结合电子；

（3）O、N的非金属性较强，对应的O−H、N−H都可与H形成氢键，还可表示为(H3O+)O−H…N、(NH4+)N−H…N，故答案为：(H3O+)O−H…N、(NH4+)N−H…N；

（4）LiAlH中阴离子为AlH4-，该阴离子中中心原子Al的价层电子对数为：，且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断该阴离子空间构型为正四面体；元素的非金属性越强，其电负性越大，非金属性O＞N＞C＞H＞Al，则电负性最大的是O；8-羟基喹啉中环上的N、O原子价层电子对数分别为3、4，根据价层电子对互斥理论判断原子杂化类型N、O杂化方式分别为sp2、sp3，故答案为：正四面体；O；sp2；sp3；

（5）根据晶胞结构分析，晶胞中Ga原子数为4，As原子数为8×+6×=4，晶胞的体积为（a×10-10）3cm3，则晶胞的密度为，故答案为：。