Question

第VA族元素及其化合物在生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應(yīng)用
（1）砷的電子排布式為

 

，N、P、As三種元素的最常見氫化物沸點(diǎn)由高到低的順序?yàn)?div id="8ayeaea" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

，高純度砷可用于生產(chǎn)具有“半導(dǎo)體貴族”之稱的新型半導(dǎo)體材料GaAs，在GaAs晶體中，Ga、As原子最外電子層均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則GaAs晶體中砷的配位數(shù)為

 

．
（2）對(duì)硝基苯酚水合物是一種具有特殊功能的物質(zhì)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為．
①該物質(zhì)中幾種元素的第一電離能由大到小的順序是

 

，該物質(zhì)的晶體中肯定不存在的作用力是

 

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a．氫鍵  b．極性鍵   c．范德華力   d．離子鍵    e．σ鍵
②已知-NO₂是吸電子基團(tuán)，據(jù)此判斷相同溫度下其電離平衡常數(shù)K₁與苯酚（）的電離平衡常數(shù)K₂的相對(duì)大小

 

．
（3）科學(xué)家將NaNO₃和Na₂O在一定條件下反應(yīng)得到一種白色晶體，已知其中陰離子與SO₄^2-互為等電子體，則該陰離子的化學(xué)式是

 

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（4）多聚磷酸鈉是一種高品質(zhì)的海產(chǎn)品添加劑，多聚磷酸鈉是由Na⁺與多聚磷酸根離子組成的，多聚磷酸根是由多個(gè)磷氧四面體通過(guò)共用角頂氧原子成直鏈狀而連接起來(lái)的，該酸根可表示組成可表示如下：

①磷原子的雜化類型為

 

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②多聚磷酸鈉（設(shè)含有n個(gè)磷原子）的組成通式可表示為

 

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Answer 1

考點(diǎn)：原子核外電子排布,配合物的成鍵情況,晶胞的計(jì)算,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：原子組成與結(jié)構(gòu)專題,化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）根據(jù)構(gòu)造原理書寫核外電子排布式；NH₃分子間存在氫鍵，沸點(diǎn)最高，分子的相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，分子晶體的沸點(diǎn)越高；由晶體中鎵、砷原子最外層電子數(shù)目知，鎵與砷之間形成了四個(gè)共價(jià)鍵（其中有一個(gè)為配位鍵），晶體中每個(gè)鎵原子、砷原子均與另外四個(gè)原子成鍵；
（2）同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢(shì)，但第IIA族、第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素；同一主族元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈減�。魂庩�(yáng)離子之間存在離子鍵，非金屬元素之間存在共價(jià)鍵，不同分子間還存在范德華力，氧原子和氫原子間存在氫鍵；
由于-NO₂的吸電子能力，導(dǎo)致苯環(huán)上電子移向硝基，進(jìn)一步導(dǎo)致-OH的共用電子對(duì)偏向氧，使O-H鍵極性增強(qiáng)，更易電離出H⁺，酸性增強(qiáng)；
（3）原子個(gè)數(shù)相等價(jià)電子數(shù)相等的微粒屬于等電子體，且等電子體結(jié)構(gòu)相似，陰離子與SO₄^2-互為等電子體，則該離子是NO₄ ^3-；
（4）①根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定其雜化方式，
②由給出的多聚磷酸根結(jié)構(gòu)式知，含有n個(gè)多聚磷酸根離子，相當(dāng)于是n個(gè)磷酸根離子中去掉了（n-1）氧原子，從而確定分子式．

解答： 解：（1）砷的原子序數(shù)為33，為第四周期元素，電子排布式為：[Ar]3d¹⁰4s²4p³；由于NH₃分子間存在氫鍵，所以NH₃的沸點(diǎn)最高，由于AsH₃的相對(duì)分子質(zhì)量大于PH₃，故AsH₃的沸點(diǎn)高于PH₃，所以沸點(diǎn)：NH₃＞AsH₃＞PH₃；由晶體中鎵、砷原子最外層電子數(shù)目知，鎵與砷之間形成了四個(gè)共價(jià)鍵（其中有一個(gè)為配位鍵），晶體中每個(gè)鎵原子、砷原子均與另外四個(gè)原子成鍵，故配位數(shù)為4；
故答案為：[Ar]3d¹⁰4s²4p³；NH₃＞AsH₃＞PH₃；4；
（2）同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢(shì)，但第IIA族、第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素，所以第一電離：N＞O＞C；同一主族元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈減小，所以第一電離：N＞O＞C＞H；由對(duì)硝基苯酚水合物的組成知其晶體為分子晶體，苯酚中的羥基與結(jié)晶水之間存在氫鍵，不同分子間還存在范德華力，氧與氫原子間形成的化學(xué)鍵是極性鍵也是σ鍵，但沒有離子鍵；由于-NO₂的吸電子能力，導(dǎo)致苯環(huán)上電子移向硝基，進(jìn)一步導(dǎo)致-OH的共用電子對(duì)偏向氧，使O-H鍵極性增強(qiáng)，更易電離出H⁺，酸性增強(qiáng)，電離程度增大，電離平衡常數(shù)：K₁＞K₂；
故答案為：N＞O＞C＞H；d；K₁＞K₂；
（3）根據(jù)等電子體知識(shí)可知，該離子的化學(xué)式為NO₄^3-；
故答案為：NO₄^3-；
（4）①磷原子形成了四個(gè)σ鍵，沒有孤電子對(duì)，價(jià)電子對(duì)數(shù)為4，故呈sp³雜化；
故答案為：sp³；
②由給出的多聚磷酸根結(jié)構(gòu)式知，含有n個(gè)多聚磷酸根離子，相當(dāng)于是n個(gè)磷酸根離子中去掉了（n-1）氧原子，所帶電荷為-2×（3n+1）+5n=-（n+2），由化合價(jià)規(guī)則知磷酸鈉的組成為Na_n+1P_nO_3n+1；
故答案為：sp³；Na_n+1P_nO_3n+1；

點(diǎn)評(píng)：本題考查電子排布式的書寫、雜化方式的判斷、沸點(diǎn)的判斷、等電子體等知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)考查分析、解決問(wèn)題的能力，難度中等．