Question

【題目】氮與氟、硫、鎵三種元素之間可以形成具有特殊組成和性質的化合物。回答下列問題：

(1)基態鎵原子電子排布式為___；硫原子核外有___種運動狀態不同的電子。

(2)第一電離能符號為I1，I1(N)___I1(S)(填“>”或“<”)。

(3)NSF(N=S-F)與SNF(S=N-F)互為同分異構體。

①關于NSF與SNF的說法正確的是___ (填標號)。

A.二者均含有極性鍵和非極性鍵

B.二者均含有σ鍵與π鍵

C.二者均為非極性分子

D.二者與SO2均互為等電子體

②NSF發生聚合生成三聚分子A()，SNF發生聚合生成三聚分子B()，分子A中σ鍵與π鍵數目之比為___，分子B中氮原子價電子空間構型為___。

(4)氮化鎵是直接隙半導體材料，具有易發光、電光轉化效率高的特點。某種立方晶型氮化鎵晶胞如圖所示。(圖中“O”與“●”大小比例關系符合二者原子實際大小比例關系)

①圖中“●”表示的原子為___ (填元素符號)。

②已知NA為阿伏加德羅常數的值，晶胞的密度為dg·cm-3。則晶胞的邊長為___ nm。兩個距離最近的氮原子之間的距離為___ nm。(均用含d和NA的式子表示)

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1) 16 > BD 3：1 四面體型 N ×107 ××107

【解析】

(1)鎵是31號元素，位于元素周期表第四周期ⅢA族，故有四個電子層，最外層有三個電子；同一原子中不可能有運動狀態完全相同的電子存在，故有多少個電子就有多少種運動狀態；

(2)第一電離能與失去第一個電子能力相關，能級處于全滿、半滿、全空時較穩定；

(3)單鍵為σ鍵，雙鍵中含1個σ鍵和1個π鍵，由價層電子對數確定價電子空間構型；

(4)用均攤法確定晶胞中原子個數，結合晶胞質量、密度計算晶胞的邊長。

(1)鎵有四個電子層，最外層有三個電子，故基態鎵原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1)；硫原子核外有16個電子，故有16種運動狀態不同的電子；

(2)同周期從左到右元素的第一電離能呈增大趨勢，第IIA族和第VA族元素大于相鄰元素，同主族從上到下元素的第一電離能逐漸減小，故I1(N)>I1(O)> I1(S)；

(3)①A.由二者結構可知，都存在極性共價鍵，都沒有非極性鍵，A錯誤；

B.有單鍵有雙鍵，故都含有σ鍵與π鍵，B正確；

C.二者正負電中心不重合，均為極性分子，C錯誤；

D.二者都與SO2原子總數相等、價電子總數相等，均與SO2互為等電子體，D正確；

答案選BD；

②分子A中σ鍵與π鍵數目之比為9:3=3:1，分子B中氮原子含有3對σ鍵電子對和一對孤電子對，所以N原子的價電子的空間構型是四面體型；

(4)①原子半徑鎵大于氮，根據原子大小對比可知圖中“●”表示的原子為N；

②用均攤法可知，1個晶胞中含Ga：8×+6×=4，N：4，晶胞的體積為g÷dg/cm3=cm3，則晶胞的邊長為cm=×107nm，兩個距離最近的氮原子之間的距離為面對角線的 ，兩個距離最近的氮原子之間的距離為 ××107nm。