Question

7．N、P、As、Ga、Cr等元素化合物種類繁多，具有重要的研究價值和應用價值．請回答下列問題：
（1）N元素與Al、Si等元素在一定條件下生成AlN和Si₃N₄，實驗測得二者在真空條件下的穩定存在的最高溫度2200℃和1900℃，硬度類似金剛石，常用作耐高溫和耐磨材料．請推測它們屬于原子晶體類型．
（2）PCl₃和PCl₅是磷元素形成的兩種重要化合物，請根據價電子互斥理論推測PCl₃的空間構型三角錐形．
（3）As的核外電子排布式中不同類型（s、p、d、f等）的電子比是s電子：p電子：d電子=8：15：10．
（4）Cr元素價電子排布式為3d⁵4s¹．
（5）砷化鎵以第三代半導體著稱，性能比硅更優良，廣泛用于雷達、電子計算機、人造衛星、宇宙飛船等尖端技術中已知砷化鎵的晶胞結構如圖所示，則砷化鎵晶胞結構與NaCl晶胞不同（填“相同”或“不同”）．
（6）根據As和Ga在元素周期表中的位置判斷，第一電離能As＞Ga（填“＜”“＞”或“=”）．
（7）（CH₃）3Ga中鎵原子的雜化類型為sp²雜化．

Answer 1

分析 （1）原子晶體熔、沸點高、硬度大，金剛石是原子晶體，因此AlN和Si₃N₄都屬于原子晶體；
（2）PCl₃中心原子P原子成3個σ鍵，P原子價層電子對是為3+1=4，含有1對孤對電子對，空間構型為三角錐形；
（3）根據基態電子排布規律，寫出As原子的基態電子排布式，計算不同類型（s、p、d、f等）的電子比；
（4）Cr的原子序數為24，電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，價層電子排布式為3d⁵4s¹；
（5）GaAs晶體中As分布于晶胞體心，Ga分布于頂點和面心，而NaCl中陰陽離子分別位于晶胞的頂點、面心以及棱和體心；
（6）一般情況下，同周期元素從左到右第一電離能逐漸增大；
（7）利用價層電子對互斥模型判斷分子的空間構型、雜化方式．

解答 解：（1）二者在真空條件下的穩定存在的最高溫度2200℃和1900℃，硬度類似金剛石，常用作耐高溫和耐磨材料，原子晶體熔、沸點高、硬度大，金剛石是原子晶體，因此AlN和Si₃N₄都屬于原子晶體，
故答案為：原子；
（2）PCl₃中心原子P原子成3個σ鍵，P原子價層電子對是為3+1=4，含有1對孤對電子對，雜化軌道數為4，雜化方式為sp³，其空間構型為三角錐，
故答案為：三角錐形；
（3）根據基態電子排布規律，As原子的基態電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³，因此s電子：p電子：d電子=8：15：10，
故答案為：s電子：p電子：d電子=8：15：10；
（4）Cr的原子序數為24，電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，價層電子排布式為3d⁵4s¹，
故答案為：3d⁵4s¹；
（5）GaAs晶體中As分布于晶胞體心，Ga分布于頂點和面心，而NaCl中陰陽離子分別位于晶胞的頂點、面心以及棱和體心，二者結構不同，
故答案為：不同；
（6）同周期元素從左到右第一電離能逐漸增大，則第一電離能：As＞Ga，
故答案為：＞；
（7）（CH₃）₃Ga中Ga形成3個δ鍵，沒有孤電子對，為sp²雜化，
故答案為：sp²雜化．

點評 本題考查較為綜合，涉及元素周期律的遞變規律、分子空間構型以及雜化類型的判斷、電子排布式以及氫鍵等知識，題目難度較大，注意相關基礎的把握和方法的積累．