Question

請完成下列各題：
（1）前四周期元素中，基態(tài)原子中未成對電子數(shù)與其所在周期數(shù)相同的元素有

 

種．
（2）第ⅢA、ⅤA族元素組成的化合物GaN、GaP、GaAs等是人工合成的新型半導體材料，其晶體結構與單晶硅相似．Ga原子的電子排布式為

 

．在GaN晶體中，每個Ga原子與

 

個N原子相連，與同一個Ga原子相連的N原子構成的空間構型為

 

．在四大晶體類型中，GaN屬于

 

晶體．
（3）在極性分子NCl₃中，N原子的化合價為-3，Cl原子的化合價為+1，請推測NCl₃水解的主要產(chǎn)物是

 

（填化學式）．
（4）比較NO₂⁺和NO₂^-鍵角：

 

并簡述理由

 

．

Answer 1

考點：原子核外電子排布,鍵能、鍵長、鍵角及其應用

專題：化學鍵與晶體結構

分析：（1）第一周期中，氫原子有一個未成對電子，第二周期中，碳和氧有兩個未成對電子，第三周期中磷有三個未成對電子，在第四周期中鐵有四個未成對電子，據(jù)此答題；
（2）Ga是31號元素，根據(jù)核外電子排布規(guī)律寫電子排布式，根據(jù)Ga和N的最外電動電子數(shù)可確定原子的配位數(shù)和成鍵情況以及晶體的類型；
（3）根據(jù)水解前后有關元素的化合價不變，水解時負價的結合氫離子，正價的結合氫氧根離子，據(jù)此寫產(chǎn)物的化學式；
（4）根據(jù)中心原子的雜化方式判斷并答題；

解答： 解：（1）第一周期中，氫原子有一個未成對電子，第二周期中，碳和氧有兩個未成對電子，第三周期中磷有三個未成對電子，在第四周期中鐵有四個未成對電子，共有5種元素，故答案為：5；
（2）Ga是31號元素，根據(jù)核外電子排布規(guī)律可知電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p¹（或[Ar]3d¹⁰4s²4p¹），因為GaN晶體結構與單晶硅相似，所以每個Ga可與4個N形成共價鍵，同一個Ga原子相連的N原子構成的空間構型為正四面體，由于晶體硅是原子晶體，所以GaN晶體也是原子晶體，故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p¹（或[Ar]3d¹⁰4s²4p¹）；4；正四面體；原子；
（3）根據(jù)水解前后有關元素的化合價不變，水解時負價的原子結合氫離子，正價的原子結合氫氧根離子，所以產(chǎn)物的化學式為HClO；NH₃?H₂O，故答案為：HClO；NH₃?H₂O；
（4）NO₂⁺中，N原子的價層電子對數(shù)為

5-1

2

=2，所以N原子為SP雜化，鍵角180°，NO₂^-中，N原子的價層電子對數(shù)為

5+1

2

=3，N原子為SP²雜化，鍵角120°，所以鍵角NO₂⁺＞NO₂^-，故答案為：NO₂⁺＞NO₂^-；NO₂⁺為SP雜化，鍵角180°  NO₂^-為SP²雜化，鍵角120°；

點評：本題主要考查了原子結構和元素周期表的關系，以及原子晶體的結構和離子中鍵角的分析，中等難度，解題時要注意基礎知識的靈活運用．