Question

3．氮、磷、砷是同族元素，該族元素單質(zhì)及其化合物在農(nóng)藥、化肥等方面有重要應(yīng)用．回答下列問(wèn)題：
（1）基態(tài)砷原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³．
（2）K₃[Fe（CN）₆]晶體中Fe³⁺與CN^-之間化學(xué)鍵類(lèi)型為配位鍵，與CN^-互為等電子體的化合物分子式為CO．
（3）PM2.5富含大量的有毒、有害物質(zhì)，易引發(fā)二次光化學(xué)煙霧污染．光化學(xué)煙霧中含有NO_x，、O₃、CH₂═CHCHO、HCOOH、等二次污染物．
①N₂O結(jié)構(gòu)式可表示為N═N═O，N₂O中中心氮原子的雜化軌道類(lèi)型為sp，l molPAN中含σ鍵數(shù)目為10N_A．
②測(cè)定大氣中PM2.5的濃度方法之一是β-射線(xiàn)吸收法，β-射線(xiàn)放射源可用⁸⁵Kr．Kr晶體為面心立方晶體，若晶體中與每個(gè)Kr原子相緊鄰的Kr原子有m個(gè)．晶胞中含K r原子為n個(gè)，則$\frac{m}{n}$=3（填數(shù)字）．已知Kr晶體的密度為ρg/cm³，摩爾質(zhì)量為Mg/mol．阿伏加德羅常數(shù)用N_A表示，列式表示Kr晶胞參數(shù)α=$\root{3}{\frac{4M}{ρ{N}_{A}}}$×10^-7nm．

Answer 1

分析 （1）As原子核外電子數(shù)為33，根據(jù)能量最低原理書(shū)寫(xiě)核外電子排布式；
（2）Fe³⁺可以空軌道，CN^-含有孤對(duì)電子，二者形成配位鍵；與CN^-互為等電子體的化合物含有2個(gè)原子、價(jià)電子總數(shù)為10；
（3）①N₂O結(jié)構(gòu)式可表示為N═N═O，N₂O中中心N原子形成2個(gè)σ鍵、沒(méi)有孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)目為2；
單鍵為σ鍵，雙鍵含有1個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵，PAN分子中σ鍵數(shù)目為10；
②Kr晶體為面心立方晶體，以頂點(diǎn)Kr原子研究，與之相鄰的Kr原子處于面心，每個(gè)頂點(diǎn)為8個(gè)晶胞共用，每個(gè)面心為2個(gè)晶胞共用，利用均攤法計(jì)算晶胞中Kr原子數(shù)目、晶胞中Kr原子配位數(shù)，結(jié)合晶胞中含有Kr原子數(shù)目，表示出晶胞質(zhì)量，再結(jié)合m=ρV計(jì)算晶胞棱長(zhǎng)．

解答 解：（1）As原子核外電子數(shù)為33，根據(jù)能量最低原理，核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³；
（2）Fe³⁺含有空軌道，CN^-含有孤對(duì)電子，二者之間形成配位鍵；原子數(shù)目相等、價(jià)電子數(shù)目相等的微粒互為等電子體，與CN^-互為等電子體的化合物分子式為CO，
故答案為：配位；CO；
（3）①N₂O結(jié)構(gòu)式可表示為N=N=O，N₂O中中心氮原子形成2個(gè)σ鍵、沒(méi)有孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)目為2，N原子采取sp雜化；單鍵為σ鍵，雙鍵含有1個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵，PAN分子中σ鍵數(shù)目為10，則l mol PAN中含σ鍵數(shù)目為10N_A，
故答案為：sp；10N_A；
②Kr晶體為面心立方晶體，以頂點(diǎn)Kr原子研究，與之相鄰的Kr原子處于面心，每個(gè)頂點(diǎn)為8個(gè)晶胞共用，每個(gè)面心為2個(gè)晶胞共用，晶體中與每個(gè)Kr原子相緊鄰的Kr原子數(shù)為$\frac{3×8}{2}$=12，晶胞中Kr原子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，則$\frac{m}{n}$=3；
晶胞質(zhì)量為4×$\frac{M}{{N}_{A}}$g，晶體的密度為ρg/cm³，則ρg/cm³×（a×10^-7 cm）³=4×$\frac{M}{{N}_{A}}$g，解得a=$\root{3}{\frac{4M}{ρ{N}_{A}}}$×10^-7，
故答案為：3；$\root{3}{\frac{4M}{ρ{N}_{A}}}$×10^-7．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，涉及核外電子排布、配合物、等電子體、雜化方式、化學(xué)鍵、晶胞計(jì)算等，是都物質(zhì)結(jié)構(gòu)主干知識(shí)考查，（3）中計(jì)算需要學(xué)生具備一定的空間想象，理解掌握用均攤法進(jìn)行晶胞有關(guān)計(jì)算．