（12分）M的金属粉末在真空中加热500～1000℃与氮气反应生成红褐色粉末状的A，将A加热到1400℃时分解成黄绿色粉末状的B。已知A为简单六方晶系，a=387pm，c=27

Question

（ 12 分） M 的金属粉末在真空中加热 500 ～ 1000 ℃与氮气反应生成红褐色粉末状的 A ，将 A 加热到 1400 ℃时分解成黄绿色粉末状的 B 。已知 A 为简单六方晶系， a =387pm ， c =2739pm ，密度 r =10.55g/cm ³ 。其中 M － N 间的距离为 270pm ，而 M ^{n ＋} 的半径为 99pm ， N ^{3 －} 半径为 171pm 。 B 为面心立方晶系，与 NaCl 结构相同， a =516pm 。根据摩尔效应的测量， B 中平均每个 M 离子常有 1.47 个电子。

5-1   试通过计算确定金属 M 以及 A 、 B 的化学式。写出 M 的价电子构型。

5-2   计算 B 的密度。

5-3   说明 A 、 B 的导电性情况。

5-4   M 的质子数较氮原子多 83 ，其质量数可以是 212~236 之间的整数。根据原子核的壳层理论，当质子数（ Z ）和中子数（ N ）为 2 ， 8 ， 20 ， 28 ， 50 ， 82 ， 114 ， 126 ， 184 等偶数时，核特别稳定，半衰期比较长。质子和中子均为偶数的核素比较稳定。试问 M 的哪些核素较稳定？试举出两例。

5-5   1936 年 N.Bohr 提出了复合核理论。将 ²³² M 与 ⁷⁶ Ge 通过核融合后，生成一种核素 N ，同时释放出 3 个中子。试写出核反应方程式，确定 N 在周期表中的位置。

Answer 1

5-1   M =   = 752.04g/mol （ 1 分）。

设 A 的化学式为 M _x N _y 。讨论得到当 y = 4 时， x = 3 ， M = 232.0g/mol 。（ 1 分）

M 为钍 Th 。所以 A 为 Th ₃ N ₄ （ 1 分）； B 为 ThN （ 1 分）。 6 d ² 7 s ² （ 1 分）

5-2     =   = 11.90g/cm ³ （ 2 分）

5-3   A 是绝缘体，因为 A 中 Th ― N 间的距离等于阴阳离子半径之和，无空隙。 B 为电的良导体。（ 2 分）

5-4   质量数是 226 、 228 、 230 等较稳定。（ 1 分）

5-5   ²³² Th ＋ ⁷⁶ Ge   ³⁰⁵ N ＋ 3 n （ 1 分）

N 在周期表中为：第八周期、 IIIB 族，属于类锕系元素。（ 1 分）