Question

【题目】第四周期中的18中元素具有重要的用途，在现代工业中备受青睐．
（1）铬是一种硬二脆，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的混合气体降温是首先液化的是 ， 理由是；
（5）铁的多种化合物均为磁性材料，氮化铁石期中一种，某氮化铁的井胞结构如图所示，则氮化铁的化学式为；设晶胞边长为acm，阿伏加德罗常数为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】
（1）N；16；1
（2）否；30Zn的4s能级有2个电子,处于全满状态,较稳定
（3）4；正四面体
（4）sp3； NH3； NH3分子之间有氢键,沸点较高
（5）Fe4N；
【解析】解：（1）铬的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，所以铬在最外层是N层，有1个电子，N层上原子轨道为spdf四种，共有轨道数为1+3+5+7=16，

所以答案是：N；16；1；（2）原子的最外层电子数处于半满或全满时，是一种稳定结构，此时原子的第一电离能都高于同周期相邻的元素，30Zn的4s能级有2个电子，处于全满状态，较稳定，所以30Zn与31Ga的第一电离能不符合逐渐增大的规律，

所以答案是：否；30Zn的4s能级有2个电子，处于全满状态，较稳定；（3）根据晶胞结构图，砷化镓结构中，As位于晶胞的面心和顶点上，Ga位于由四个As原子形成的四面体的体心，所以每个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，

所以答案是：4；正四面体；（4）氨分子中氮原子按sp3方式杂化，N与As同主族，所经AsH3的结构应与NH3相似，AsH3中心原子杂化的类型为sp3，NH3分子之间有氢键，沸点较高，所以一定压强下将AsH3和NH3．PH3的混合气体降温是首先液化的是NH3，

所以答案是：sp3；NH3；NH3分子之间有氢键，沸点较高；（5）根据均摊法在氮化铁晶胞中，含有N原子数为1，Fe原子数为 =4，所以氮化铁的化学式Fe4N，晶胞的体积为a3cm3，所以 = g．cm﹣3= g．cm﹣3，

所以答案是：Fe4N； ；