Question

【題目】利用周期表中同族元素的相似性，可預測元素的性質．
（1）P元素的基態(tài)原子有個未成對電子，白磷的分子式為P4 ， 其結構如圖1所示．

科學家目前合成了N4分子，N原子的雜化軌道類型是 ， N﹣N鍵的鍵角為；N4分解后能產生N2并釋放出大量能量，推測其用途為 ．
（2）N、P、As原子的第一電離能由大到小的順序為 ．
（3）立方氮化硼晶體的結構如圖2所示：
該晶體中，B原子填充在N原子的空隙，且占據此類空隙的比例為 （填百分數）．
（4）N與As是同族元素，B與Ga是同族元素，立方砷化鎵晶體與立方氮化硼晶體結構類似，兩種晶體中熔點較高的是；立方砷化鎵晶體的晶胞邊長為a pm，則其密度為gcm﹣3 （用含a的式子表示，設NA為阿伏加德羅常數的值）．

Answer 1

【答案】
（1）3；sp3；60°；制造火箭推進劑或炸藥
（2）N＞P＞As
（3）正四面體；50%
（4）氮化硼；
【解析】（1）P元素原子價電子排布式為3s22p3 ， 基態(tài)原子有3個未成對電子，N4分子與P4結構相似，為正四面體構型，N4分子中N原子形成3個σ鍵、含有1對孤對電子，雜化軌道數目為4，N原子采取sp3雜化，每個面為正三角形，N﹣N 鍵的鍵角為60°；N4分解后能產生N2并釋放出大量能量，可以制造火箭推進劑或炸藥， 所以答案是：3；sp3；60°；制造火箭推進劑或炸藥；（2）同主族自上而下第一電離能減小，故第一電離能：N＞P＞As，所以答案是：N＞P＞As；（3）B原子周圍的4個N原子形成正四面體結構；每個晶胞中由8個這樣的正四面體結構，只有4個填充B原子，B原子占據此類空隙的比例為50%，所以答案是：正四面體；50%；（4）立方砷化鎵晶體與立方氮化硼晶體結構類似，均屬于原子晶體，原子半徑N＜As、B＜Ga，故氮化硼中共價鍵更強，氮化硼的晶體熔點更高，晶胞中As、Ga原子數目均為4，晶胞質量為4× g，晶胞密度為4× g÷（a×10﹣10 cm）3= g．cm﹣3 ， 所以答案是：氮化硼； ．