Question

【题目】氮及其化合物广泛存在于自然界中。回答下列问题：

（1）写出N原子的电子排布式_____________。在基态14N原子中，核外存在___________个未成对电子。

（2）原子第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，C、N、O原子的第一电离能由大到小的顺序为_______________。

（3）氮气和氢气在一定条件下可合成氨，氨分子中氮原子的杂化方式为_____________杂化。

（4）纯叠氮酸HN3在常温下是一种液体，沸点较高，为308.8K，主要原因是_________。

（5）X的+1价阳离子中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，它与N3－形成的晶体结构如图所示。X的元素符号是________，X离子与N3－形成的化合物化学式为____________。

（6）假设X+的半径为a cm,N3-的半径为b cm，且X+与N3-都是紧密接触的刚性小球，则该氮化物的密度为_____________g.cm-3。

Answer 1

【答案】1s22s22p3－3N＞O＞Csp3HN3分子间存在氢键CuCu3N103/4NA(a+b)3(或206/8NA(a+b)3

【解析】

（1）N位于周期表中第2周期，第ⅤA族，则其核外电子排布式为：1s22s22p3，

2p轨道有3个电子，分占3个轨道，所以在基态14N原子中，核外存在3个未成对电子，故答案为：1s22s22p3；3；

（2）同一周期，从左到右，第一电离能逐渐增大，但由于N原子的2p为半充满结构，较为稳定，第一电离能最大，所以C、N、O原子的第一电离能由大到小的顺序为：N＞O＞C，故答案为：N＞O＞C；

（3）根据VSEPR，NH3中N原子的价电子对数为3+=4，根据杂化轨道理论，中心N原子的杂化方式为sp3，故答案为：sp3；

（4）HN3液体沸点较高，考虑氢键的影响，分子间形成氢键，沸点升高，故答案为：HN3分子间存在氢键；

（5）X的+1价阳离子中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，则X的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，则X为Cu，一个晶胞中，含有Cu+为8×=1个，含有N3-为12×=3个，所以形成的晶体的化学式为Cu3N，故答案为：Cu；Cu3N；

（6）由Cu3N的晶胞结构如图，大球个数=12×=3，小球个数=8×=1，所以大球表示Cu原子、小球表示N原子，晶胞的体积=[（2a+2b）cm]3，Cu3N的密度==g/cm3=g/cm3，故答案为：。