Question

【化學(xué)-選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】
VA族的氮、磷、砷（As）等元素在化合物中常表現(xiàn)出多種氧化態(tài)．含VA族元素的化合物在研究和生產(chǎn)中有許多重要用途．請回答下列問題：
（1）磷單質(zhì)的常見形式有白磷、紅磷等，白磷的結(jié)構(gòu)如圖所示，鍵角為

 

，P原子采用的軌道雜化方式是

 

；根據(jù)所學(xué)知識，可以判斷白磷屬于

 

晶體．
（2）N₂的結(jié)構(gòu)式為

 

，其中σ鍵與π鍵個數(shù)之比為

 

．
（3）As原子序數(shù)為

 

，其核外價層電子的軌道表示式為

 

．N、P、As原子的第一電離能由大到小的順序為

 

．
（4）NH₃，PH₃，AsH₃熔、沸點由高到低的順序為

 

．
（5）硝酸是一種具有強氧化性的一元強酸，NO

- 3

離子的立體構(gòu)型為

 

．

Answer 1

考點：鍵能、鍵長、鍵角及其應(yīng)用,原子核外電子排布,判斷簡單分子或離子的構(gòu)型,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）根據(jù)白磷的結(jié)構(gòu)可知為正四面體結(jié)構(gòu)，P原子形成3個共價鍵，根據(jù)價層電子對數(shù)判斷雜化方式；白磷分子間以分子間作用力結(jié)合；
（2）氮氣分子中存在三鍵，三鍵中存在1個σ鍵和2個π鍵；
（3）As位于第四周期、第VA主族；其核外有4個電子層，根據(jù)構(gòu)造原理書寫其基態(tài)原子核外電子排布式；同一主族中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而減��；
（4）NH₃含有氫鍵，沸點最高，PH₃、AsH₃都不含氫鍵，相對分子質(zhì)量越大，沸點越高；
（5）根據(jù)價層電子對互斥理論確定原子的雜化方式和粒子空間構(gòu)型．

解答： 解：（1）根據(jù)白磷的結(jié)構(gòu)可知為正四面體結(jié)構(gòu)，鍵角為60°，P原子形成3個共價鍵，有3個成鍵電子對和1個孤電子對，則價層電子對數(shù)為4，雜化方式為sp³；白磷分子間以分子間作用力結(jié)合，為分子晶體；
故答案為：60°；sp³；分子；
（2）氮氣分子中存在三鍵，其結(jié)構(gòu)式為N≡N，三鍵中存在1個σ鍵和2個π鍵，則σ鍵與π鍵個數(shù)之比為1：2；
故答案為：N≡N；2：1；
（3）As位于第四周期、第VA主族，其原子序數(shù)為33；其核外有4個電子層，故其核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3d¹⁰4s²4p³，則核外價層電子的軌道表示式為：，N、P、As屬于同一主族，且原子序數(shù)依次增大，原子序數(shù)越大，其最外層電子越容易失去，其電離電離能越小，所以這三種元素的第一電離能大小順序是N＞P＞As，
故答案為：33；；N＞P＞As；
（4）NH₃含有氫鍵，沸點最高，PH₃、AsH₃都不含氫鍵，相對分子質(zhì)量越大，沸點越高，應(yīng)為NH₃＞AsH₃＞PH₃，
故答案為：NH₃＞AsH₃＞PH₃；
（5）NO₃^-中價層電子對個數(shù)=3+

1

2

（5+1-3×2）=3，且不含孤電子對，中心原子采用sp²雜化，所以該分子為平面三角形；
故答案為：平面三角形．

點評：本題考查較綜合，涉及電子排布式的書寫、雜化方式的判斷、熔沸點的比較等知識點，難度較大，側(cè)重于考查學(xué)生對基礎(chǔ)知識的綜合應(yīng)用能力．