Question

【題目】“張亭棟研究小組”受民間中醫啟發，發現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，有優異的耐磨性，其晶胞如圖所示。

①立方氮化硼是_________晶體，晶體中N原子的雜化軌道類型為_________，A，B原子的配位數為_________。

②立方氮化硼晶體中“一般共價鍵”與配位鍵的數目之比為_________。

(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，不必計算出數值，阿伏加德羅常數的值為NA)。

Answer 1

【答案】2s22p3 N>P>As NH3能形成分子間氫鍵 原子 sp3雜化 4 3：1

【解析】

(1)氮原子的原子序數為7，最外層電子層是低層，其最外層電子排布式為2s22p3，主族元素N原子的最外層電子就是其價電子，即價電了排布式為2s22p3；N、P、As位于同一主族，隨著原子序數逐漸增大，原子半徑逐漸增大，原子失去電子的能力逐漸增強，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；

(2)NH3的沸點比AsH3的沸點高，是因為氨分子間除存在分子間作用力外，還有氫鍵；

(3)①立方氮化硼晶體超硬、優異的耐磨性，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構、硼原子與周圍的4個氮原子形成四面體結構，因此晶體中N原子的雜化軌道類型為sp3，原子的配位數為4；

②立方氮化硼中氮原子與周圍的4個硼原子形成四面體結構、硼原子與周圍的4個氮原子形成四面體結構，因此立方氮化硼晶胞中應該含有4個N和4個B原子，B原子最外層有3個電子，形成4個共價鍵，所以含有1個配位鍵，故B原子與N原子之間共價鍵與配位鍵的數目比為3：1；

(4)BN晶胞中N原子數為4，B原子數=8×+6×=4，BN晶胞的質量為m=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=g/cm3。