Question

【題目】氮與氟、硫、鎵三種元素之間可以形成具有特殊組成和性質(zhì)的化合物�；卮鹣铝袉�(wèn)題：

(1)基態(tài)鎵原子電子排布式為___；硫原子核外有___種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子。

(2)第一電離能符號(hào)為I1，I1(N)___I1(S)(填“>”或“<”)。

(3)NSF(N=S-F)與SNF(S=N-F)互為同分異構(gòu)體。

①關(guān)于NSF與SNF的說(shuō)法正確的是___ (填標(biāo)號(hào))。

A.二者均含有極性鍵和非極性鍵

B.二者均含有σ鍵與π鍵

C.二者均為非極性分子

D.二者與SO2均互為等電子體

②NSF發(fā)生聚合生成三聚分子A()，SNF發(fā)生聚合生成三聚分子B()，分子A中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為___，分子B中氮原子價(jià)電子空間構(gòu)型為___。

(4)氮化鎵是直接隙半導(dǎo)體材料，具有易發(fā)光、電光轉(zhuǎn)化效率高的特點(diǎn)。某種立方晶型氮化鎵晶胞如圖所示。(圖中“O”與“●”大小比例關(guān)系符合二者原子實(shí)際大小比例關(guān)系)

①圖中“●”表示的原子為___ (填元素符號(hào))。

②已知NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，晶胞的密度為dg·cm-3。則晶胞的邊長(zhǎng)為___ nm。兩個(gè)距離最近的氮原子之間的距離為___ nm。(均用含d和NA的式子表示)

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1) 16 > BD 3：1 四面體型 N ×107 ××107

【解析】

(1)鎵是31號(hào)元素，位于元素周期表第四周期ⅢA族，故有四個(gè)電子層，最外層有三個(gè)電子；同一原子中不可能有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同的電子存在，故有多少個(gè)電子就有多少種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；

(2)第一電離能與失去第一個(gè)電子能力相關(guān)，能級(jí)處于全滿、半滿、全空時(shí)較穩(wěn)定；

(3)單鍵為σ鍵，雙鍵中含1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵，由價(jià)層電子對(duì)數(shù)確定價(jià)電子空間構(gòu)型；

(4)用均攤法確定晶胞中原子個(gè)數(shù)，結(jié)合晶胞質(zhì)量、密度計(jì)算晶胞的邊長(zhǎng)。

(1)鎵有四個(gè)電子層，最外層有三個(gè)電子，故基態(tài)鎵原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1)；硫原子核外有16個(gè)電子，故有16種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子；

(2)同周期從左到右元素的第一電離能呈增大趨勢(shì)，第IIA族和第VA族元素大于相鄰元素，同主族從上到下元素的第一電離能逐漸減小，故I1(N)>I1(O)> I1(S)；

(3)①A.由二者結(jié)構(gòu)可知，都存在極性共價(jià)鍵，都沒(méi)有非極性鍵，A錯(cuò)誤；

B.有單鍵有雙鍵，故都含有σ鍵與π鍵，B正確；

C.二者正負(fù)電中心不重合，均為極性分子，C錯(cuò)誤；

D.二者都與SO2原子總數(shù)相等、價(jià)電子總數(shù)相等，均與SO2互為等電子體，D正確；

答案選BD；

②分子A中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為9:3=3:1，分子B中氮原子含有3對(duì)σ鍵電子對(duì)和一對(duì)孤電子對(duì)，所以N原子的價(jià)電子的空間構(gòu)型是四面體型；

(4)①原子半徑鎵大于氮，根據(jù)原子大小對(duì)比可知圖中“●”表示的原子為N；

②用均攤法可知，1個(gè)晶胞中含Ga：8×+6×=4，N：4，晶胞的體積為g÷dg/cm3=cm3，則晶胞的邊長(zhǎng)為cm=×107nm，兩個(gè)距離最近的氮原子之間的距離為面對(duì)角線的 ，兩個(gè)距離最近的氮原子之間的距離為 ××107nm。