Question

【題目】氮及其化合物廣泛存在于自然界中。回答下列問題：

（1）寫出N原子的電子排布式_____________。在基態14N原子中，核外存在___________個未成對電子。

（2）原子第一電離能是指氣態電中性基態原子失去一個電子轉化為氣態基態正離子所需要的最低能量，C、N、O原子的第一電離能由大到小的順序為_______________。

（3）氮氣和氫氣在一定條件下可合成氨，氨分子中氮原子的雜化方式為_____________雜化。

（4）純疊氮酸HN3在常溫下是一種液體，沸點較高，為308.8K，主要原因是_________。

（5）X的+1價陽離子中所有電子正好充滿K、L、M三個電子層，它與N3－形成的晶體結構如圖所示。X的元素符號是________，X離子與N3－形成的化合物化學式為____________。

（6）假設X+的半徑為a cm,N3-的半徑為b cm，且X+與N3-都是緊密接觸的剛性小球，則該氮化物的密度為_____________g.cm-3。

Answer 1

【答案】1s22s22p3－3N＞O＞Csp3HN3分子間存在氫鍵CuCu3N103/4NA(a+b)3(或206/8NA(a+b)3

【解析】

（1）N位于周期表中第2周期，第ⅤA族，則其核外電子排布式為：1s22s22p3，

2p軌道有3個電子，分占3個軌道，所以在基態14N原子中，核外存在3個未成對電子，故答案為：1s22s22p3；3；

（2）同一周期，從左到右，第一電離能逐漸增大，但由于N原子的2p為半充滿結構，較為穩定，第一電離能最大，所以C、N、O原子的第一電離能由大到小的順序為：N＞O＞C，故答案為：N＞O＞C；

（3）根據VSEPR，NH3中N原子的價電子對數為3+=4，根據雜化軌道理論，中心N原子的雜化方式為sp3，故答案為：sp3；

（4）HN3液體沸點較高，考慮氫鍵的影響，分子間形成氫鍵，沸點升高，故答案為：HN3分子間存在氫鍵；

（5）X的+1價陽離子中所有電子正好充滿K、L、M三個電子層，則X的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，則X為Cu，一個晶胞中，含有Cu+為8×=1個，含有N3-為12×=3個，所以形成的晶體的化學式為Cu3N，故答案為：Cu；Cu3N；

（6）由Cu3N的晶胞結構如圖，大球個數=12×=3，小球個數=8×=1，所以大球表示Cu原子、小球表示N原子，晶胞的體積=[（2a+2b）cm]3，Cu3N的密度==g/cm3=g/cm3，故答案為：。