Question

【題目】Ga、N、Ni、As等元素常用于制造高科技材料。回答下列問題:

（1）基態As原子核外電子排布式為[ Ar] _____。

（2）元素的基態氣態原子得到一個電子形成氣態負一價離子時所放出的能量稱作第一電子親和能（E1）。第二周期部分元素的E1變化趨勢如圖所示,其中除氮元素外，其他元素的E1自左向右依次增大的原因是___________；氮元素的E1呈現異常的原因是________。

（3）我國科學家最近成功合成了世界上首個五氮陰離子鹽（N5）6（H3O）3（NH4）4Cl（用R表示）。經X射線衍射測得化合物R的晶體結構,其局部結構如圖所示。圖中虛線代表氫鍵,其表示式為（NH4+ ）N— H…Cl、_______、_________。

（4）8-羥基喹啉鋁（分子式為C27 H18AlN3O3）用于發光材料及電子傳輸材料,可由LiAlH與8-羥基喹啉（）合成。LiAlH中陰離子的空間構型為___ ;8- 羥基喹啉所含元素中電負性最大的是___（填元素符號）,N、O的雜化方式依次為___、____。

（5）GaAs的晶胞結構如圖所示,其晶胞參數為a pm。設阿伏加德羅常數的值為NA,則GaAs的密度是_______g·cm-3（列出計算表達式）。

Answer 1

【答案】3d104s24p3 同周期從左到右核電荷數依次增大，半徑逐漸減小，故結合一個電子釋放出的能量依次增大 N的2p能級處于半充滿狀態，相對穩定，不易結合電子 (H3O+)OH…N (NH4+)NH…N 正四面體 O sp2 sp3

【解析】

（1）根據核外電子排布規律分析解答；（2）根據第一電子親和能的定義及元素周期律分析解答；（3）根據氫鍵形成原理及圖示分析解答；（4）根據價層電子對互斥理論、電負性概念分析解答；（5）根據晶胞結構及阿伏伽德羅常數含有分析解答。

（1）As原子核外共有33個電子，根據電子排布規律分析得：1s22s22p63s23p63d104s24p3，即[ Ar] 3d104s24p3，故答案為：3d104s24p3；

（2）元素的非金屬性越強，越易得到電子，則第一電子親和能越大，同周期從左到右核電荷數依次增大，半徑逐漸減小，從左到右易結合電子，放出的能量增大，N的最外層為半充滿結構，較為穩定，不易結合一個電子，故答案為：同周期從左到右核電荷數依次增大，半徑逐漸減小，故結合一個電子釋放出的能量依次增大；N的2p能級處于半充滿狀態，相對穩定，不易結合電子；

（3）O、N的非金屬性較強，對應的OH、NH都可與H形成氫鍵，還可表示為(H3O+)OH…N、(NH4+)NH…N，故答案為：(H3O+)OH…N、(NH4+)NH…N；

（4）LiAlH中陰離子為AlH4-，該陰離子中中心原子Al的價層電子對數為：，且不含孤電子對，根據價層電子對互斥理論判斷該陰離子空間構型為正四面體；元素的非金屬性越強，其電負性越大，非金屬性O＞N＞C＞H＞Al，則電負性最大的是O；8-羥基喹啉中環上的N、O原子價層電子對數分別為3、4，根據價層電子對互斥理論判斷原子雜化類型N、O雜化方式分別為sp2、sp3，故答案為：正四面體；O；sp2；sp3；

（5）根據晶胞結構分析，晶胞中Ga原子數為4，As原子數為8×+6×=4，晶胞的體積為（a×10-10）3cm3，則晶胞的密度為，故答案為：。