题目

题型：不详难度：来源：

元素周期表第ⅤA族元素包括氮、磷、砷（As）、锑（Sb）等。这些元素无论在研制新型材料，还是在制作传统化肥、农药等方面都发挥了重要的作用。请回答下列问题：
（1）N₄分子是一种不稳定的多氮分子，这种物质分解后能产生无毒的氮气并释放出大量能量，能被应用于制造推进剂或炸药。N₄是由四个氮原子组成的氮单质，其中氮原子采用的轨道杂化方式为sp³，该分子的空间构型为________，N—N键的键角为________。
（2）基态砷原子的最外层电子排布式为________。
（3）电负性是用来表示两个不同原子形成化学键时吸引键合电子能力的相对强弱，是元素的原子在分子中吸引共用电子对的能力。由此判断N、P、As、Sb的电负性从大到小的顺序是______________。
（4）联氨（N₂H₄）可以表示为H₂N—NH₂，其中氮原子采用的轨道杂化方式为________，联氨的碱性比氨的碱性________（填“强”或“弱”），其原因是________________________________________________________________。
写出N₂H₄与N₂O₄反应的化学方程式：____________________。
（5）元素X与N同周期，且X的原子半径是该周期主族元素原子半径中最小的，X与Ca形成的化合物CaX₂的晶胞结构如图所示：

CaX₂的晶体类型是________，一个晶胞中含有Ca的离子数为________，含有X的离子数为________。

答案

（1）正四面体　60°　（2）4s²4p³
（3）N＞P＞As＞Sb
（4）sp³　弱　N₂H₄中的N原子上电子云密度小于NH₃，更难结合H^＋　2N₂H₄＋N₂O₄=3N₂＋4H₂O
（5）离子晶体　4　8

解析

（1）N₄中氮原子的轨道杂化方式为sp³，其空间构型可参照P₄（白磷），应为正四面体结构，N—N键的键角为60°；（2）砷位于第四周期ⅤA族，其最外层电子排布式为4s²4p³；（3）同主族元素从上到下，元素的电负性逐渐减小；（4）联氨（HN₂—NH₂）中氮原子与其他原子结合形成三个σ键，还有一对孤电子对，其轨道杂化方式为sp³；与NH₃相比，N₂H₄碱性弱，因为N₂H₄相当于NH₃的一个H原子换成了—NH₂，N原子的吸电子能力远强于H原子，因此N₂H₄中的N原子上电子云密度小于NH₃，更难结合H^＋；（5）N元素位于第二周期，该周期中原子半径最小的主族元素为F，CaF₂为离子晶体，该晶胞中Ca^2＋的个数为8×＋6×＝4，F^－均在晶胞内部，故为8个。