Question

【題目】第四周期中的18種元素具有重要的用途，在現(xiàn)代工業(yè)中備受青睞。

(1)鉻是一種硬而脆、抗腐蝕性強的金屬，常用于電鍍和制造特種鋼。基態(tài)Cr原子中，電子占據(jù)最高能層的符號為________，該能層上具有的原子軌道數(shù)為________，電子數(shù)為________。

(2)第四周期元素的第一電離能隨原子序數(shù)的增大，總趨勢是逐漸增大的，30Zn與31Ga的第一電離能是否符合這一規(guī)律？________(填“是”或“否”)，原因是_______________________________(如果前一問填“是”，此問可以不答)。

(3)鎵與第ⅤA族元素可形成多種新型人工半導體材料，砷化鎵(GaAs)就是其中一種，其晶體結(jié)構如下圖所示(白色球代表As原子)。在GaAs晶體中，每個Ga原子與________個As原子相連，與同一個Ga原子相連的As原子構成的空間構型為________。

(4)與As同主族的短周期元素是N、P、AsH3中心原子雜化的類型________；一定壓強下將AsH3和NH3、PH3的混合氣體降溫時首先液化的是________，理由是________________________。

(5)鐵的多種化合物均為磁性材料，氮化鐵是其中一種，某氮化鐵的晶胞結(jié)構如圖所示，則氮化鐵的化學式為________；設晶胞邊長為a cm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，該晶體的密度為________ g·cm-3(用含a和NA的式子表示)。

Answer 1

【答案】 N 16 1 否 30Zn的4s能級處于全充滿狀態(tài)，較穩(wěn)定 4 正四面體 sp3 NH3 因為氨分子間存在氫鍵，分子間作用力更大，沸點更高，降溫時先液化 Fe4N 238/(a3NA)

【解析】本題主要考查晶體結(jié)構。

(1)基態(tài)Cr原子中，電子占據(jù)最高能層的符號為N，該能層上具有的原子軌道為4s、4p、4d、4f，軌道數(shù)為16，電子數(shù)為1。

(2)否，原因是30Zn的4s能級處于全充滿狀態(tài)，較穩(wěn)定。

(3)在GaAs晶體中，每個Ga原子與4個As原子相連，與同一個Ga原子相連的As原子構成的空間構型為正四面體。

(4)與As同主族的短周期元素是N、P，AsH3中心原子的價層電子對數(shù)是4，雜化的類型是sp3；一定壓強下將AsH3和NH3、PH3的混合氣體降溫時首先液化的是NH3，理由是因為氨分子間存在氫鍵，分子間作用力更大，沸點更高，降溫時先液化。

(5)氮化鐵的化學式為Fe4N；該晶體的密度為238/(a3NA)g·cm-3。