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题型:解答题-结构与性质 难度:0.4 引用次数:998 题号:7906771
以氮化镓(GaN)为首的第三代半导体材料适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件,通常也称为高温半导体材料。回答下列问题:
(1)基态Ga原子价层电子的电子排布图为______;第二周期中,第一电离能介于N和B之间的元素有______种。
(2)HCN分子中σ键与π键的数目之比为______,其中σ键的对称方式为______。与CN-互为等电子体的一种分子为______
(3)NaN3是汽车安全气囊中的主要化学成分,其中阴离子与CO2互为等电子体,阴离子中心原子的杂化轨道类型为______。NF3的空间构型为______
(4)GaN、GaP、GaAs都是很好的半导体材料,晶体类型与晶体硅类似,熔点如下表所示,分析其变化原因______

GaN

GaP

GaAs

熔点

1700℃

1480℃

1238℃


(5)GaN晶胞结构如图1所示。已知六棱柱底边边长为a cm,阿伏伽德罗常数的值为NA
①晶胞中Ga原子采用六方最密堆积方式,每个Ga原子周围距离最近的Ga原子数目为______
②从GaN晶体中“分割”出的平行六面体如图2。若该平行六面体的体积为a3cm3,GaN晶体的密度为______g/cm3(用aNA表示)。

图1                                                                                     图2

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【推荐1】新型储氢材料是开发利用氢能的重要研究方向。
(1)Ti(BH4)3是一种储氢材料,可由TiCl4和LiBH4反应制得。
①基态Cl原子中,电子占据的最高电子层符号为__,该电子层具有的原子轨道数为__
②LiBH4由Li+和BH4-构成,BH4-的立体构型是__,B原子的杂化轨道类型是___
③Li、B元素的电负性由小到大的顺序为___
(2)金属氢化物是具有良好发展前景的储氢材料。
①LiH中,离子半径:Li__H-(填“>”“=”或“<”)。
②某储氢材料是短周期金属元素M的氢化物。M的部分电离能如下表所示:
I1/kJ·mol-1I2/kJ·mol-1I3/kJ·mol-1I4/kJ·mol-1I5/kJ·mol-1
738145177331054013630
M是__族元素。
(3)图2是立方氮化硼晶胞沿z轴的投影图,请在图中圆球上涂“●”和涂“”分别标明B与N的相对位置___

(4)NaH具有NaCl型晶体结构,已知NaH晶体的晶胞参数a=488pm,Na半径为102pm,H-的半径为__,NaH的理论密度是__g·cm-3(保留3个有效数字)。
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【推荐2】UO2与铀氮化物是重要的核燃料,已知:3(NH4)4[UO2(CO3)3]3UO2+10NH3↑+9CO2↑+N2↑+9H2O↑;回答下列问题:
(1)反应所得气态化合物中属于非极性分子的是_______(填化学式)。
(2)某种铀氮化物的晶体结构是NaCl型。NaCl的Bom-Haber循环如图所示。已知:元素的一个气态原子获得电子成为气态阴离子时所放出的能量称为电子亲和能。下列有关说法正确的是________(填标号)。

a.Cl-Cl键的键能为119.6kJ/mol            b.Na的第一电离能为603.4kJ/mol
c.NaCl的晶格能为785.6kJ/mol            d.Cl的第一电子亲和能为348.3kJ/mol
(3)依据VSEPR理论推测的空间构型为_________。分子中的大π键可用符号π表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为π),则中的大π键应表示为_____
(4)UO2可用于制备UF4:2UO2+5NH4HF22UF4·2NH4F+3NH3↑+4H2O,其中的结构表示为[F—H…F]-,反应中断裂的化学键有_______ (填标号)。
a.氢键             b.极性键            c.离子键        d.金属键        e.非极性键
(5)铀氮化物的某两种晶胞如图所示:

①晶胞a中铀元素的化合价为__________,与U距离相等且最近的U有_______个。
②已知晶胞b的密度为dg/cm3,U原子的半径为r1cm,N原子的半径为为r2cm,设NA为阿伏加 德罗常数的值,则该晶胞的空间利用率为___________(列出计算式)。
(6)氢基倍半硅氧烷的分子结构如图所示,该分子的分子式为______
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【推荐3】Fe、Ni均为Ⅷ族元素,与C、N、O、P等组成的化合物有广泛的用途。回答下列问题:
(1)基态Ni2+的价层电子轨道表达式为___________,C、N、O的第一电离能从小到大的顺序为___________
(2)N、P可形成一些复杂离子,如(CH3)3NH、NO、PCl等。(CH3)3NH 中N原子的杂化类型为___________,NO的空间构型为___________
(3)Fe、Ni易与CO形成配合物,Fe(CO)5中σ键与π键个数比为___________,Ni(CO)4熔点-25℃,沸点43℃,不溶于水,溶于乙醇、苯等有机溶剂,Ni(CO)4___________晶体。
(4)FeO、NiO的晶体类型与结构和NaCl相同。
① 熔点FeO___________NiO(填“>”、“<”或“=”)。
② FeO 晶胞如下图,Fe2+的配位数为___________

③ FeO在氧气中加热,部分Fe2+被氧化为Fe3+,晶体结构产生铁离子缺位的缺陷,其组成变为FexO(x<1),测得晶胞边长为a cm,密度为g·cm-3,则x=___________
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