Question

氮气、羟基乙胺（HOCH₂CH₂NH₂)和氮化镓都含氮元素，其用途非常广泛。回答下列问题：

（1）基态氮原子价层电子排布图为___，其中电子能量最高的能级是___。

（2）HOCH₂CH₂NH₂所含非金属元素电负性由大到小顺序为___，其中C和N的杂化方式均为___HOCH₂CH₂NH₂中∠HOC小于∠HNC，其原因是___。

（3）HOCH₂CH₂NH₂是一种常见的二齿配体，能和Co²⁺形成环状配离子。Co位于元素周期表中___区，该环状配离子的配位原子为___。

（4）氮化镓为六方晶胞，其结构如图，其中Ga作六方最密堆积。Ga填充在N围成的___（选填：八面体空隙、正四面体空隙、立方体空隙或三角形空隙）；已知该晶胞底边边长为apm，高为cpm，阿伏加德罗常数的值为N_A，则该晶体的密度为___g•cm^-3(列出计算式即可）。

Answer

2p O>N>C>H sp3 O有两对孤电子对，而N只有一对孤电子对，O的孤电子对对成键电子对斥力更大所致 d N和O 正四面体空隙

【解析】

（1）氮是7号元素，价电子是5，电子排布图为，电子的能级有1s、2s、2p，能量由低到高为1s<2s<2p，电子能量最高的能级是2p。

（2）HOCH2CH2NH2所含非金属元素有H、O、C、N，同周期从左到右，电负性逐渐增大，有O>N>C，同主族从上到下，电负性逐渐减小，H的电负性最小，所以由大到小顺序为O>N>C>H；其中C形成4条σ键，无孤电子对，采取sp3杂化类型；N形成3条σ键，有一对孤电子对，采取sp3杂化类型，所以C和N的杂化方式均为sp3；HOCH2CH2NH2中O有两对孤电子对，而N只有一对孤电子对，O的孤电子对对成键电子对斥力更大导致∠HOC小于∠HNC。

（3）Co在元素周期表中第四周期，第Ⅷ族，所以在周期表d区；HOCH2CH2NH2是中只有N和O存在孤电子对，能提供电子对给Co2+，形成配位键，所以配位原子为N和O。

（4）氮化镓为六方晶胞，根据图可知，Ga周围有四个原子，所以围成的是正四面体空隙；根据均摊法可知，该晶胞中含有Ga：，含有N：，由于为六方晶胞，所以底面边长为a，其中一个角为60°的菱形，可得其高为apm ，底面面积为a2pm2，晶胞体积为a2c pm3=a2c×10-30cm3，则密度为 g•cm-3。