Question

VA族的氮、磷、砷（As）等元素的化合物在科研和生產(chǎn)中有許多重要用途，請(qǐng)回答下列問(wèn)題．
（1）砷的基態(tài)原子的電子排布式為

 

．
（2）原子的第一電離能是指氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量，N、P、As原子的第一電離能由大到小的順序?yàn)?div id="1dpnkg2" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

．
（3）NH₃的沸點(diǎn)比PH₃高，原因是

 

；PO₄^3-離子的立體構(gòu)型為

 

．
（4）AsH₃是無(wú)色稍有大蒜氣味的氣體，在AsH₃中As原子的雜化軌道類(lèi)型為

 

．
（5）H₃AsO₄和H₃AsO₃是砷的兩種含氧酸，請(qǐng)根據(jù)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系，解釋H₃AsO₄比H₃AsO₃酸性強(qiáng)的原因

 

．
（6）磷的一種單質(zhì)白磷（P₄）屬于分子晶體，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖．已知最近兩個(gè)白磷分子間的距離為a pm，阿伏加德羅常數(shù)的值為N_A，則該晶體的密度為

 

g/cm³（只要求列算式，不必計(jì)算）．

Answer 1

考點(diǎn)：原子核外電子排布,判斷簡(jiǎn)單分子或離子的構(gòu)型,晶胞的計(jì)算,原子軌道雜化方式及雜化類(lèi)型判斷

專(zhuān)題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

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(xiě)出電子排布式；
（2）根據(jù)同主族第一電離能的變化規(guī)律作答；
（3）NH₃分子間存在氫鍵，PO₄^3-離子的立體構(gòu)型可由價(jià)層電子對(duì)互斥理論計(jì)算求得；
（4）求出AsH₃中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)，即可根據(jù)夾層電子對(duì)數(shù)與雜化類(lèi)型的對(duì)應(yīng)關(guān)系得出答案；
（5）兩種含氧酸即可改寫(xiě)為（HO）_mRO_n，n越大，R正電性越大酸性越強(qiáng)；
（6）先求出此晶胞含有白磷分子數(shù)，然后依據(jù)ρ=

m

V

求算．

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，把前面的核外電子補(bǔ)齊后得砷基態(tài)電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³；
（2）同主族自上而下第一電離能逐漸降低，因此N、P、As原子的第一電離能由大到小的順序?yàn)镹＞P＞As，故答案為：N＞P＞As；
（3）PH₃分子間存在范德華力，NH₃分子間除存在范德華力之外還存在比范德華力更強(qiáng)的氫鍵，故NH₃的沸點(diǎn)比PH₃高；PO₄^3-中心原子為P，其中σ鍵電子對(duì)數(shù)為4，中心原子孤電子對(duì)數(shù)為

1

2

(5+3-4×2)=0，PO₄^3-價(jià)層電子對(duì)對(duì)數(shù)為4+0=4，故立體構(gòu)型為正四面體，
故答案為：NH₃分子間存在較強(qiáng)的氫鍵，而PH₃分子間僅有較弱的范德華力；正四面體；
（4）AsH₃中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)=3+

1

2

×(5-3×1)=4，所以As采用sp³雜化，故答案為：sp³雜化；
（5）兩種含氧酸即可改寫(xiě)為（HO）_mRO_n），H₃AsO₄可表示為（HO）₃AsO，H₃AsO₃可表示為（HO）₃As，H₃AsO₄中n值大正電性強(qiáng)，導(dǎo)致As-O-H中O的電子更向As偏移，更易電離出H⁺，所以H₃AsO₄比H₃AsO₃酸性強(qiáng)，
故答案為：H₃AsO₄和H₃AsO₃可表示為（HO）₃AsO和（HO）₃As，H₃AsO₃中的As為+3價(jià)，而H₃AsO₄中的As為+5價(jià)，正電性更高，導(dǎo)致As-O-H中O的電子更向As偏移，更易電離出H⁺；
（6）一個(gè)晶胞中含有白磷分子數(shù)為：8×

1

8

+6×

1

3

=4，則一個(gè)晶胞的質(zhì)量m=

4

NA

×124g，一個(gè)晶胞的體積V=（

2

a pm）³=（

2

a×10^-10cm）³，因此晶胞的密度ρ=

m

V

=

124×4g NA

( 2 a×10-10cm)3

=

124×4

NA( 2 a×10-10)3

g/cm³，
故答案為：

124×4

NA( 2 a×10-10)3

．

點(diǎn)評(píng)：本題為物質(zhì)結(jié)構(gòu)綜合題，題型為山東高考常見(jiàn)形式，其中文字描述和計(jì)算一直是大多數(shù)同學(xué)的弱點(diǎn)，需要答題中注意抓住要點(diǎn)．