Question

【題目】“張亭棟研究小組”受民間中醫(yī)啟發(fā)，發(fā)現(xiàn)As2O3對白血病有明顯的治療作用。氮(N)、磷(P)、砷(As)為第VA族元素，該族元素的化合物在研究和生產(chǎn)中有著許多重要用途。

（1）N原子的價電子排布式為___，N、P、As原子的第一電離能由大到小的順序為___。

（2）NH3的沸點比AsH3的沸點高，原因是_____。

（3）立方氮化硼晶體(BN)，是一種超硬材料，有優(yōu)異的耐磨性，其晶胞如圖所示。

立方氮化硼是____晶體，晶體中N原子的雜化軌道類型為___，B原子的配位數(shù)為______。

（4）若立方氮化硼晶胞的邊長為362 pm，則立方氮化硼的密度為____g/cm3(只要求列算式，不必計算出數(shù)值，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)。

Answer 1

【答案】2s22p3 N>P>As NH3能形成分子間氫鍵 原子 sp3雜化 4

【解析】

(1)基態(tài)氮原子最外層電子排布式為2s22p3；N、P、As位于同一主族，原子序數(shù)逐漸增大，結(jié)合第一電離能的變化規(guī)律判斷；

(2)N和As位于同一主族，NH3的沸點高說明NH3分子間不只是存在范德華力，還存在更強的其他作用力；

(3)根據(jù)立方氮化硼晶體(BN)是超硬材料，有優(yōu)異的耐磨性分析判斷晶體類型；立方氮化硼中氮原子與周圍的4個硼原子形成四面體結(jié)構(gòu)、硼原子與周圍的4個氮原子形成四面體結(jié)構(gòu)，因此立方氮化硼晶胞中應(yīng)該含有4個N和4個B原子，據(jù)此分析解答；

(4)首先根據(jù)均攤法計算BN晶胞的質(zhì)量，再根據(jù)ρ=計算密度。

(1)氮原子的原子序數(shù)為7，最外層電子排布式為2s22p3，N的最外層電子就是價電子，即價電了排布式為2s22p3；N、P、As位于同一主族，隨著原子序數(shù)逐漸增大，原子的第一電離能逐漸減小，所以N、P、As原子的第一電離能由大到小的順序為N＞P＞As，故答案為：2s22p3；N＞P＞As；

(2)NH3的沸點比AsH3的沸點高，是因為氨分子間存在氫鍵，而AsH3不能，故答案為：氨分子間存在氫鍵；

(3)立方氮化硼晶體超硬、優(yōu)異的耐磨性，所以立方氮化硼晶體為原子晶體；立方氮化硼中氮原子與周圍的4個硼原子形成四面體結(jié)構(gòu)、硼原子與周圍的4個氮原子形成四面體結(jié)構(gòu)，因此晶體中N原子的雜化軌道類型為sp3，N原子的配位數(shù)為4，在立方氮化硼晶體中N原子和B原子數(shù)目之比為1:1，因此B原子的配位數(shù)也為4，故答案為：原子；sp3雜化；4；

(4)BN晶胞中N原子數(shù)為4，B原子數(shù)=8×+6×=4，BN晶胞的質(zhì)量為g，立方氮化硼晶胞的體積V=(3.62×10-10cm)3，因此立方氮化硼的密度ρ==gcm-3，故答案為：。