Question

6．元素周期表第ⅤA族元素包括氮、磷、砷（As）、銻（Sb）等．這些元素無論在研制新型材料，還是在制作傳統(tǒng)化肥、農(nóng)藥等方面都發(fā)揮了重要的作用．
請回答下列問題：
（1）N₄分子是一種不穩(wěn)定的多氮分子，這種物質分解后能產(chǎn)生無毒的氮氣并釋放出大量能量，能被應用于制造推進劑或炸藥．N₄是由四個氮原子組成的氮單質，其中氮原子采用的軌道雜化方式為sp³，該分子的空間構型為正四面體，N-N鍵的鍵角為60°．
（2）基態(tài)砷原子的最外層電子排布式為4s²4p³．
（3）N、P、As原子的第一電離能由大到小的順序為N＞P＞As（用元素符號表示）．
（4）疊氮化鈉（NaN₃）用于汽車安全氣囊中氮氣的發(fā)生劑，寫出與N^3-互為等電子體的分子的化學式CO₂或CS₂或N₂O（任寫一種即可）．
（5）天然氨基酸的命名常用俗名（根據(jù)來源與性質），例如，最初從蠶絲中得到的氨基酸叫絲氨酸[HOCH₂CH（NH₂）COOH]．判斷絲氨酸是否存在手性異構體？是（填“是”或“否”）
（6）砷化鎵為第三代半導體，以其為材料制造的燈泡壽命長，耗能少．已知立方砷化鎵晶胞的結構如圖所示，其晶胞邊長為c pm，則密度為$\frac{5.8×1{0}^{32}}{{N}_{A}•{c}^{3}}$g•cm^-3（用含c的式子表示，設N_A為阿伏加德羅常數(shù)的值），a位置As原子與b位置As原子之間的距離為$\frac{\sqrt{2}}{2}$cpm（用含c的式子表示）．

Answer 1

分析 （1）N₄中氮原子的軌道雜化方式為sp³，其空間構型與P₄（白磷）相似；
（2）砷位于第四周期ⅤA族，其最外層電子排布式為4s²4p³；
（3）同主族元素從上到下，元素的電負性逐漸減小；
（4）原子數(shù)相同，價電子數(shù)相同的微�；�為等電子體；
（5）有機物分子中C原子連接4個不同的原子或原子團，則該分子存在手性異構體；
（6）計算出晶胞中微粒數(shù)，利用ρ=$\frac{m}{V}$計算；a位置As原子與b位置As原子之間的距離為晶胞立方體體對角線的一半．

解答 解：（1）N₄中氮原子的軌道雜化方式為sp³，其空間構型與P₄（白磷）相似，空間構型應為正四面體結構，N-N鍵的鍵角為60°；
故答案為：正四面體；60°；
（2）砷為33號元素，位于第四周期ⅤA族，其最外層電子排布式為4s²4p³；
故答案為：4s²4p³；
（3）同主族元素從上到下，元素的電負性逐漸減小，則電負性：N＞P＞As；
故答案為：N＞P＞As；
（4）原子數(shù)相同，價電子數(shù)相同的微�；�為等電子體，則與N^3-互為等電子體的微粒有CO₂或CS₂或N₂O等；
故答案為：CO₂或CS₂或N₂O；
（5）有機物分子中C原子連接4個不同的原子或原子團，則該分子存在手性異構體，HOCH₂CH（NH₂）COOH分子中第二個碳原子屬于手性碳原子，則該分子存在手性異構體；
故答案為：是；
（6）晶胞中Ga原子數(shù)為6×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{8}$=4，As原子數(shù)為4，則ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{75×4+70×4}{{N}_{A}}}{（c×1{0}^{-10}）^{3}}$=$\frac{5.8×1{0}^{32}}{{N}_{A}•{c}^{3}}$g•cm^-3；a位置As原子與b位置As原子之間的距離為晶胞立方體體對角線的一半，則兩原子之間的距離為$\frac{1}{2}$$\sqrt{{c}^{2}+{c}^{2}}$=$\frac{\sqrt{2}}{2}$cpm；
故答案為：$\frac{5.8×1{0}^{32}}{{N}_{A}•{c}^{3}}$；$\frac{\sqrt{2}}{2}$c．

點評 本題考查學生對物質結構與性質模塊的掌握情況，涉及電負性、電子排布、空間結構、等電子體、晶胞的有關計算等，考查知識全面、覆蓋廣，難度適中，可以衡量學生對該模塊主干知識的掌握情況．