Question

砷化稼晶體廣泛用于太陽能電池、新型光源LED和通訊領(lǐng)域．
（1）砷（₃₃A_s）元素位于元素周期表的第VA族，其原子基態(tài)外圍電子排布式為

 

．
電負(fù)性：鎵（₃₁As）

 

砷（₃₃As）（填“＞”、“＜”或“=”，下同）
第一電離能：砷（₃₃As）

 

硒（₃₄Se）
（2）晶體（晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示）中砷原子的雜化方式為

 

．
（3）AsH₃分子的空間構(gòu)型是

 

形．
①熱穩(wěn)定性：AsH₃

 

NH₃（填“大于”、“小于”或“等于”，下同）
②沸點：AsH₃

 

NH₃
③NH₄⁺離子中H-N-H的鍵角

 

AsH₃分子中H-As-H的鍵角，原因是

 

．

Answer 1

考點：元素電離能、電負(fù)性的含義及應(yīng)用,原子核外電子排布,判斷簡單分子或離子的構(gòu)型

專題：

分析：（1）確定砷在元素周期表中的位置，然后根據(jù)構(gòu)造原理寫出電子排布式；同周期元素從左到右元素的電負(fù)性逐漸增強；As和Ga處于同一周期，而處于VA的As外圍電子處于半滿的較穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故As的第一電離能大于Ga；
（2）根據(jù)砷原子的位置，利用均攤法分析晶胞的結(jié)構(gòu)，確定As的雜化方式；
（3）根據(jù)價層電子對數(shù)計算雜化類型，確定空間構(gòu)型；
①元素的非金屬性越強其對應(yīng)的氫化物越穩(wěn)定；
②NH₃含有氫鍵，沸點最高，AsH₃不含氫鍵；
③根據(jù)雜化軌道理論和價層電子對互斥理論，可以分析NH₄⁺中鍵角大于AsH₃中的鍵角的原因．

解答： 解：（1）砷位于元素周期表的第四周期第VA族，外圍電子排布為4s²4p³，同周期元素從左到右元素的電負(fù)性逐漸增強，故電負(fù)性：As＞Ga，As和Ga處于同一周期，而處于VA的As外圍電子處于半滿的較穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故As的第一電離能大于Ga，故答案為：4s²4p³；＜；＞；
（2）根據(jù)“均攤法”：白色球個數(shù)為6×

1

2

+8×

1

8

=4，由晶胞圖可知與同一個鎵原子相連的砷原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為正四面體，故As的雜化方式為：sp³，答案為：sp³；
（3）AsH₃中砷原子有3對成鍵電子對且1個孤電子對，所以它的雜化方式為sp³，故其空間構(gòu)型為三角錐，故答案為：三角錐；
①元素的非金屬性越強其對應(yīng)的氫化物越穩(wěn)定，非金屬性：N＞As，則穩(wěn)定性：AsH₃＜NH₃，故答案為：小于；
②NH₃含有氫鍵，沸點最高，AsH₃都含氫鍵，故熔沸點：NH₃＞AsH₃，故答案為：小于；
③根據(jù)雜化軌道理論可知NH₄⁺離子中N原子和AsH₃分子中的As原子均是按sp3雜化，但氨根中無孤對電子對，而AsH₃分子中有1對孤電子對，根據(jù)價層電子對互斥理論，AsH₃分子中的1對孤電子對對成鍵電子的斥力更大，所以NH₄⁺離子中鍵角大于AsH₃分子的鍵角，
故答案為：大于；二者中心原子均為sp³雜化，銨根中無孤電子對，AsH₃分子中含有1個孤電子對，對成鍵電子對的排斥力大．

點評：本題考查電負(fù)性大小比較、沸點的比較及第一電離能的大小比較、雜化理論等知識，題目難度中等．