Question

【題目】Ga、N、Ni、As等元素常用于制造高科技材料。回答下列問題:

（1）基態(tài)As原子核外電子排布式為[ Ar] _____。

（2）元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個電子形成氣態(tài)負(fù)一價離子時所放出的能量稱作第一電子親和能（E1）。第二周期部分元素的E1變化趨勢如圖所示,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呈現(xiàn)異常的原因是________。

（3）我國科學(xué)家最近成功合成了世界上首個五氮陰離子鹽（N5）6（H3O）3（NH4）4Cl（用R表示）。經(jīng)X射線衍射測得化合物R的晶體結(jié)構(gòu),其局部結(jié)構(gòu)如圖所示。圖中虛線代表氫鍵,其表示式為（NH4+ ）N— H…Cl、_______、_________。

（4）8-羥基喹啉鋁（分子式為C27 H18AlN3O3）用于發(fā)光材料及電子傳輸材料,可由LiAlH與8-羥基喹啉（）合成。LiAlH中陰離子的空間構(gòu)型為___ ;8- 羥基喹啉所含元素中電負(fù)性最大的是___（填元素符號）,N、O的雜化方式依次為___、____。

（5）GaAs的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,其晶胞參數(shù)為a pm。設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則GaAs的密度是_______g·cm-3（列出計(jì)算表達(dá)式）。

Answer 1

【答案】3d104s24p3 同周期從左到右核電荷數(shù)依次增大，半徑逐漸減小，故結(jié)合一個電子釋放出的能量依次增大 N的2p能級處于半充滿狀態(tài)，相對穩(wěn)定，不易結(jié)合電子 (H3O+)OH…N (NH4+)NH…N 正四面體 O sp2 sp3

【解析】

（1）根據(jù)核外電子排布規(guī)律分析解答；（2）根據(jù)第一電子親和能的定義及元素周期律分析解答；（3）根據(jù)氫鍵形成原理及圖示分析解答；（4）根據(jù)價層電子對互斥理論、電負(fù)性概念分析解答；（5）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)及阿伏伽德羅常數(shù)含有分析解答。

（1）As原子核外共有33個電子，根據(jù)電子排布規(guī)律分析得：1s22s22p63s23p63d104s24p3，即[ Ar] 3d104s24p3，故答案為：3d104s24p3；

（2）元素的非金屬性越強(qiáng)，越易得到電子，則第一電子親和能越大，同周期從左到右核電荷數(shù)依次增大，半徑逐漸減小，從左到右易結(jié)合電子，放出的能量增大，N的最外層為半充滿結(jié)構(gòu)，較為穩(wěn)定，不易結(jié)合一個電子，故答案為：同周期從左到右核電荷數(shù)依次增大，半徑逐漸減小，故結(jié)合一個電子釋放出的能量依次增大；N的2p能級處于半充滿狀態(tài)，相對穩(wěn)定，不易結(jié)合電子；

（3）O、N的非金屬性較強(qiáng)，對應(yīng)的OH、NH都可與H形成氫鍵，還可表示為(H3O+)OH…N、(NH4+)NH…N，故答案為：(H3O+)OH…N、(NH4+)NH…N；

（4）LiAlH中陰離子為AlH4-，該陰離子中中心原子Al的價層電子對數(shù)為：，且不含孤電子對，根據(jù)價層電子對互斥理論判斷該陰離子空間構(gòu)型為正四面體；元素的非金屬性越強(qiáng)，其電負(fù)性越大，非金屬性O＞N＞C＞H＞Al，則電負(fù)性最大的是O；8-羥基喹啉中環(huán)上的N、O原子價層電子對數(shù)分別為3、4，根據(jù)價層電子對互斥理論判斷原子雜化類型N、O雜化方式分別為sp2、sp3，故答案為：正四面體；O；sp2；sp3；

（5）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)分析，晶胞中Ga原子數(shù)為4，As原子數(shù)為8×+6×=4，晶胞的體積為（a×10-10）3cm3，則晶胞的密度為，故答案為：。