Question

15．材料的開(kāi)發(fā)、應(yīng)用和發(fā)展是科技進(jìn)步的結(jié)果，同時(shí)，材料的發(fā)展也促進(jìn)了科技的進(jìn)步和發(fā)展．
（1）高純度砷可用于生產(chǎn)新型半導(dǎo)體材料GaAs，砷的電子排布式為[Ar]3d¹⁰4s²4p³．鎵在周期表的位置為第四周期第ⅢA族．
（2）對(duì)硝基苯酚水合物是一種具有特殊功能的物質(zhì)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為．
①該物質(zhì)中第二周期元素的第一電離能由大到小的順序是N＞O＞C＞H．
②該物質(zhì)受熱失去結(jié)晶水時(shí)，破壞的微粒間的作用力是氫鍵．
（3）氮化硼（BN）晶體是一種新型無(wú)機(jī)合成材料．BN晶體有α、β兩種類型，且α-BN結(jié)構(gòu)與石墨相似、β-BN結(jié)構(gòu)與金剛石相似．
①α一BN晶體中N原子雜化方式是sp²．
②β-BN晶體中，每個(gè)硼原子形成_4個(gè)共價(jià)鍵，這些共價(jià)鍵中，有1個(gè)為配位鍵．
（4）①儲(chǔ)氫材料的研究是發(fā)展氫能源的技術(shù)難點(diǎn)之一．某物質(zhì)的分子可以通過(guò)氫鍵形成“籠狀結(jié)構(gòu)”，成為潛在儲(chǔ)氫材料，則該分子一定不可能是BC．
A．H₂O      B．CH₄      C．HF      D．CO（NH₂）₂
②Ni和La的合金是目前使用廣泛的儲(chǔ)氫材料，具有大容量、壽命高耐低溫等特點(diǎn)，在日本和中國(guó)已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，該合金的晶胞如右所示．已知該晶胞的摩爾質(zhì)量為M g•mol^-1，密度為d g•cm^-3，則該晶胞的體積為$\frac{M}{{N}_{A}d}$cm³ （用a、N_A表示）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)構(gòu)造原理書寫核外電子排布式；元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖中，電子層數(shù)與其周期數(shù)相等，主族元素最外層電子數(shù)與其族序數(shù)相等；
（2）同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢(shì)，但第IIA族、第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素；同一主族元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈減小；對(duì)硝基苯酚水合物之間氧原子和氫原子間存在氫鍵；
（3）①根據(jù)石墨結(jié)構(gòu)判斷雜化類型；②根據(jù)金剛石晶體結(jié)構(gòu)判斷；
（4）①CH₄分子間沒(méi)有氫鍵，HF分子間只能形成鏈狀結(jié)構(gòu)；
②根據(jù)一個(gè)晶胞的質(zhì)量m=ρv計(jì)算．

解答 解：（1）砷的原子序數(shù)為33，電子排布式為：[Ar]3d¹⁰4s²4p³；31號(hào)元素鎵的原子結(jié)構(gòu)示意圖為，所以該元素位于第四周期第ⅢA族；
故答案為：[Ar]3d¹⁰4s²4p³；第四周期第ⅢA族；
（2）同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢(shì)，但第IIA族、第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素，所以第一電離：N＞O＞C；同一主族元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈減小，所以第一電離：N＞O＞C＞H；
對(duì)硝基苯酚水合物之間氧原子和氫原子間存在氫鍵，所以對(duì)硝基苯酚水合物失去結(jié)晶水的過(guò)程中，破壞的微粒間作用力是氫鍵；
故答案為：N＞O＞C＞H；氫鍵；
（3）①與石墨結(jié)構(gòu)相似，α一BN晶體中N原子雜化方式是sp²雜化；
故答案為：sp²；
②β-BN結(jié)構(gòu)與金剛石相似，金剛石中，C原子形成4條共價(jià)鍵；B原子最外層有3個(gè)電子占據(jù)3條雜化軌道，只能形成3條共價(jià)鍵，還有一條空軌道，形成配位鍵；
故答案為：4；1；
（4）①CH₄分子間沒(méi)有氫鍵不能形成“籠狀結(jié)構(gòu)”，每個(gè)HF只能形成2個(gè)氫鍵，所以HF分子間只能形成鏈狀結(jié)構(gòu)；
故選：BC；
②一個(gè)晶胞的質(zhì)量m=$\frac{M}{N{\;}_{A}}$g，根據(jù)m=ρv，即v=$\frac{M}{{N}_{A}d}$cm³；
故答案為：$\frac{M}{{N}_{A}d}$；

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，涉及核外電子排布、電離能、晶胞計(jì)算、氫鍵等知識(shí)，側(cè)重考查計(jì)算能力及空間想象能力，題目難度中等．