Question

VA族的氮、磷、砷(As)等元素的化合物在科研和生產中有許多重要用途，請回答下列問題。

（1）砷的基態原子的電子排布式為????????????? 。

（2）原子的第一電離能是指氣態電中性基態原子失去一個電子轉化為氣態基態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為????????????????????? 。

（3）NH3的沸點比PH3高，原因是??????????? ；PO43－離子的立體構型為?????????????? 。

（4）AsH3是無色稍有大蒜氣味的氣體，在AsH3中As原子的雜化軌道類型為?????????? 。

（5）H3AsO4和H3AsO3是砷的兩種含氧酸,請根據結構與性質的關系，解釋H3AsO4比H3AsO3 酸性強的原因??????????????????????????? 。

（6）磷的一種單質白磷（P4)屬于分子晶體，其晶胞結構如下圖。已知最近兩個白磷分子間的距離為 a pm，阿伏加德羅常數的值為NA，則該晶體的密度為 　　　??? g/cm3(只要求列算式，不必計算）。

 

 

Answer 1

【答案】

（1）1s22s22p63s23p63d104s24p3

（2）N>P>As

（3）NH3分子間存在較強的氫鍵，而PH3分子間僅有較弱的范德華力（合理答案均計分）?? 正四面體

（4）sp3雜化

（5）H3AsO4和H3AsO3可表示為(HO)3AsO和(HO)3As，H3AsO3中的As為+3價，而H3AsO4中的As為+5價，正電性更高，導致As-O-H中O的電子更向As偏移，更易電離出H+（合理答案均計分）

（6）或 (3分，其他合理答案也計分)

【解析】

試題分析：（1）砷是33號元素，根據構造原理得基態原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3?

（2）同主族元素從上到下第一電離能逐漸減小，所以N、P、As原子的第一電離能由大到小的順序為N>P>As

（3）NH3的沸點比PH3高，是因為NH3分子間存在較強的氫鍵，而PH3分子間僅有較弱的分子間作用力；根據分子立體構型的計算方法，PO43－離子的價層電子對是4，無孤對電子，所以立體構型為正四面體

（4）AsH3中As的價層電子對數是4，所以雜化軌道數也為4，因此雜化軌道類型是sp3雜化

（5）對于同種元素的含氧酸來說，該元素的化合價越高，其含氧酸的酸性越強。H3AsO4和H3AsO3可表示為(HO)3AsO和(HO)3As，H3AsO3中的As為+3價，而H3AsO4中的As為+5價，正電性更高，導致As-O-H中O的電子更向As偏移，越易電離出H+，酸性越強；

（6）在該晶胞中，實際含有4個白磷分子，其質量為4×31×4/NAg，最近兩個白磷分子間的距離為 a pm，則立方體的棱長是√-2-apm=√-2-a×10-10m，所以該晶體的密度ρ=m/V=496/[NA (√-2-a×10-10)3]。

考點：考查原子結構的核外電子排布式、同主族元素第一電離能的變化、分子的立體構型、氫鍵與分子間作用力的應用、雜化軌道的判斷、酸性強弱的解釋、晶胞的計算