Question

【题目】第四周期中的18种元素具有重要的用途，在现代工业中备受青睐。

(1)铬是一种硬而脆、抗腐蚀性强的金属，常用于电镀和制造特种钢。基态Cr原子中，电子占据最高能层的符号为________，该能层上具有的原子轨道数为________，电子数为________。

(2)第四周期元素的第一电离能随原子序数的增大，总趋势是逐渐增大的，30Zn与31Ga的第一电离能是否符合这一规律？________(填“是”或“否”)，原因是_______________________________(如果前一问填“是”，此问可以不答)。

(3)镓与第ⅤA族元素可形成多种新型人工半导体材料，砷化镓(GaAs)就是其中一种，其晶体结构如下图所示(白色球代表As原子)。在GaAs晶体中，每个Ga原子与________个As原子相连，与同一个Ga原子相连的As原子构成的空间构型为________。

(4)与As同主族的短周期元素是N、P、AsH3中心原子杂化的类型________；一定压强下将AsH3和NH3、PH3的混合气体降温时首先液化的是________，理由是________________________。

(5)铁的多种化合物均为磁性材料，氮化铁是其中一种，某氮化铁的晶胞结构如图所示，则氮化铁的化学式为________；设晶胞边长为a cm，阿伏加德罗常数的值为NA，该晶体的密度为________ g·cm-3(用含a和NA的式子表示)。

Answer 1

【答案】 N 16 1 否 30Zn的4s能级处于全充满状态，较稳定 4 正四面体 sp3 NH3 因为氨分子间存在氢键，分子间作用力更大，沸点更高，降温时先液化 Fe4N 238/(a3NA)

【解析】本题主要考查晶体结构。

(1)基态Cr原子中，电子占据最高能层的符号为N，该能层上具有的原子轨道为4s、4p、4d、4f，轨道数为16，电子数为1。

(2)否，原因是30Zn的4s能级处于全充满状态，较稳定。

(3)在GaAs晶体中，每个Ga原子与4个As原子相连，与同一个Ga原子相连的As原子构成的空间构型为正四面体。

(4)与As同主族的短周期元素是N、P，AsH3中心原子的价层电子对数是4，杂化的类型是sp3；一定压强下将AsH3和NH3、PH3的混合气体降温时首先液化的是NH3，理由是因为氨分子间存在氢键，分子间作用力更大，沸点更高，降温时先液化。

(5)氮化铁的化学式为Fe4N；该晶体的密度为238/(a3NA)g·cm-3。