Question

【題目】氮、磷、硼、砷的化合物用途非常廣泛。根據(jù)所學(xué)知識(shí)回答下列問(wèn)題：

(1)如圖所示，每條折線表示周期表ⅣA-ⅦA中的某一族元素氫化物的沸點(diǎn)變化。每個(gè)小黑點(diǎn)代表一種氫化物，其中a、b、c、d、e對(duì)應(yīng)元素電負(fù)性最大的是__（用元素符號(hào)表示），e點(diǎn)代表的第三周期某元素的基態(tài)原子核外電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為__，該能層具有的原子軌道數(shù)為__。

(2)已知反應(yīng)：(CH3)3C-F+SbF5→(CH3)3CSbF6，該反應(yīng)可生成(CH3)3C+，該離子中碳原子雜化方式有__。

(3)一種新型儲(chǔ)氫化合物氨硼烷是乙烷的等電子體，且加熱氨硼烷會(huì)慢慢釋放氫氣，推斷氨硼烷的結(jié)構(gòu)式為__（若含有配位鍵，要求用箭頭表示）。

(4)PCl5是一種白色晶體，在恒容密閉容器中加熱可在148℃液化，形成一種能導(dǎo)電的熔體，測(cè)得其中含有一種正四面體形陽(yáng)離子和一種正八面體形陰離子，熔體中P－Cl的鍵長(zhǎng)只有198nm和206nm兩種，這兩種離子的化學(xué)式為__；正四面體形陽(yáng)離子中鍵角大于PCl3的鍵角原因?yàn)?/span>___。

(5)砷化硼為立方晶系晶體，該晶胞中原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為：

B：（0，0，0）；（，，0）；（，0，）；（0，，）

As：(，，)；(，，)；(，，)；(，，)

①請(qǐng)?jiān)趫D中畫出砷化硼晶胞的俯視圖__。

②與砷原子緊鄰的硼原子有__個(gè)，與每個(gè)硼原子緊鄰的硼原子有__個(gè)。

Answer 1

【答案】F M 9 sp3、sp2 PCl4+、PCl6- 兩者磷原子均采取sp3雜化，PCl3分子中P原子有一對(duì)孤電子對(duì)，孤電子和對(duì)成鍵電子對(duì)斥力更大，PCl4+中P沒(méi)有孤電子對(duì)，正四面體形陽(yáng)離子中鍵角大于PCl3的鍵角 4 12

【解析】

(1)從圖中可以看出，a、b、c、d都是第二周期元素的氫化物的沸點(diǎn)，由于NH3、H2O、HF分子間都能形成氫鍵，使它們的沸點(diǎn)升高，只有CH4分子間不能形成氫鍵，所以沸點(diǎn)最低，從而得出d為CH4的沸點(diǎn)，e為SiH4的沸點(diǎn)。在形成氫化物的分子中，HF形成氫鍵的能量最大，沸點(diǎn)最高。

(2) (CH3)3C+離子中，CH3-價(jià)電子對(duì)數(shù)為4，與3個(gè)-CH3相連的C，價(jià)電子對(duì)數(shù)為3，由此可確定碳原子雜化方式。

(3)氨硼烷是乙烷的等電子體，則氨硼烷的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為H2NBH2，由此可推出其結(jié)構(gòu)式。

(4)PCl5晶體中，正四面體形陽(yáng)離子應(yīng)為AB4+型，正八面體形陰離子應(yīng)為AB6-型，由此可得出兩種離子的化學(xué)式；正四面體形陽(yáng)離子中鍵角大于PCl3的鍵角，其原因可從孤電子對(duì)的排斥作用進(jìn)行分析。

(5)從砷化硼晶體中原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)可以看出，B原子在立方體的頂點(diǎn)和面心：As原子在晶胞中的八個(gè)小立方體的體心。

①砷化硼晶胞的俯視圖中，B原子位于正方形的中心、頂點(diǎn)和棱心，4個(gè)As原子位于對(duì)角線上，且離頂點(diǎn)四分之一處。

②與砷原子緊鄰的硼原子位于小立體的體心，砷原子位于小立方體的頂點(diǎn)；與每個(gè)硼原子(設(shè)此硼原子在立方體的頂點(diǎn))緊鄰的硼原子在相交于此頂點(diǎn)的三個(gè)面心。

(1)由以上分析可知，d為CH4的沸點(diǎn)，e為SiH4的沸點(diǎn)。在形成氫化物的分子中，HF形成氫鍵的能量最大，沸點(diǎn)最高。從而得出a、b、c、d、e對(duì)應(yīng)元素電負(fù)性最大的是F，在Si的基態(tài)原子中，核外電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為M，該能層具有的原子軌道(包括3s、3p、3d所具有的軌道)數(shù)共為9。答案為：F；M；9；

(2) (CH3)3C+離子中，CH3-價(jià)電子對(duì)數(shù)為4，與3個(gè)-CH3相連的C，價(jià)電子對(duì)數(shù)為3，由此可確定碳原子雜化方式分別為sp3、sp2。答案為：sp3、sp2；

(3)氨硼烷是乙烷的等電子體，則氨硼烷的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為H2NBH2，由此可推出其結(jié)構(gòu)式為。答案為：；

(4)PCl5晶體中，正四面體形陽(yáng)離子應(yīng)為AB4+型，正八面體形陰離子應(yīng)為AB6-型，由此可得出兩種離子的化學(xué)式分別為PCl4+、PCl6-；正四面體形陽(yáng)離子中鍵角大于PCl3的鍵角，其原因是：兩者磷原子均采取sp3雜化，PCl3分子中P原子有一對(duì)孤電子對(duì)，孤電子和對(duì)成鍵電子對(duì)斥力更大，PCl4+中P沒(méi)有孤電子對(duì)，正四面體形陽(yáng)離子中鍵角大于PCl3的鍵角。答案為：PCl4+、PCl6-；兩者磷原子均采取sp3雜化，PCl3分子中P原子有一對(duì)孤電子對(duì)，孤電子和對(duì)成鍵電子對(duì)斥力更大，PCl4+中P沒(méi)有孤電子對(duì)，正四面體形陽(yáng)離子中鍵角大于PCl3的鍵角；

(5)從砷化硼晶體中原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)可以看出，B原子在立方體的頂點(diǎn)和面心：As原子在晶胞中的八個(gè)小立方體的體心。

①砷化硼晶胞的俯視圖中，B原子位于正方形的中心、頂點(diǎn)和棱心，4個(gè)As原子位于對(duì)角線上，且離頂點(diǎn)四分之一處。則砷化硼晶胞的俯視圖為。答案為：；

②與砷原子緊鄰的硼原子位于小立體的體心，砷原子位于小立方體的頂點(diǎn)，則與砷原子緊鄰的硼原子有4個(gè)；與每個(gè)硼原子(設(shè)此硼原子在立方體的頂點(diǎn))緊鄰的硼原子在相交于此頂點(diǎn)的三個(gè)面心，則與每個(gè)硼原子緊鄰的硼原子有12個(gè)。答案為：4；12。