1.(2019·烟台诊断性测试)钴、铁、镓、砷的单质及其化合物在生产生活中有重要的应用。回答下列问题:
(1)写出As的基态原子的电子排布式__________。
(2)N、P、As为同一主族元素,其电负性由大到小的顺序为____________,它们的氢化物沸点最高的是__________。将NaNO3和Na2O在一定条件下反应得到一种白色晶体,已知其中阴离子与SO互为等电子体,则该阴离子的化学式为__________。
(3)Fe3+、Co3+与N、CN等可形成络合离子。
①K3[Fe(CN)6]可用于检验Fe2+,配体CN-中碳原子杂化轨道类型为________。
②[Co(N3)(NH3)5]SO4中Co的配位数为________,其配离子中含有的化学键类型为__________(填“离子键”“共价键”或“配位键”),C、N、O的第一电离能最大的为_______,其原因是______________。
(4)砷化镓晶胞结构如下图。晶胞中Ga与周围等距且最近的As形成的空间构型为______。已知砷化镓晶胞边长为a pm,其密度为ρ g·cm-3,则阿伏加德罗常数的数值为__________(列出计算式即可)。
解析:(1)As的原子序数为33,由构造原理可知电子排布为1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3。(2)As、P、N元素属于同一主族元素,其原子序数逐渐减小,则其电负性逐渐增大,即N>P>As;它们的氢化物中NH3中存在氢键,沸点最高;原子个数相等价电子数相等的微粒属于等电子体,且等电子体结构相似,阴离子与SO互为等电子体,且该阴离子中的各原子的最外层电子都满足8电子稳定结构,则该离子是NO。(3)①CN-中碳原子价层电子对数为1+(4+1-1×3)=2,所以采取sp杂化;②配位化合物[Co(N3)(NH3)5]SO4中心原子的配位数为6;其配离子中含有的化学键类型为共价键、配位键;C、N、O属于同一周期元素且原子序数依次增大,同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大有增大趋势,但氮原子2p轨道上的电子为半充满,相对稳定,更不易失去电子,所以其第一电离能大小顺序是N>O>C。(4)镓原子处于晶胞的顶点和面心,Ga与周围等距离且最近的As形成的空间构型为Ga在中心As在四个顶点形成的正四面体结构;一个晶胞占有4个镓原子和4个砷原子,若晶胞的边长为a pm,则晶胞体积为(a×10-10)3 cm3,晶体的密度为ρ g·cm-3,则晶胞质量为(a×10-10)3 cm3×ρ g·cm-3=ρa3×10-30 g,则ρa3×10-30 g×NA=4×145 g·mol-1,则NA=。
答案:(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3(或[Ar]3d104s24p3)
(2)N>P>