Question

7．白磷（P₄）在氯氣中燃燒有白色的煙霧生成，其產物為PCl₃和PCl₅的混合物，試回答下列問題．
（1）P元素基態原子3P能級上電子排布圖為；
（2）P₄分子的空間結構是正四面體形，每個分子中含6個σ鍵，鍵角為60^○；
（3）PCl₃分子中P原子的雜化類型為sp³；
（4）PCl₅是一種白色晶體，在恒容密閉容器中加熱可在148℃液化，形成一種能導電的熔體，測得其中含有一種正四面體形陽離子和一種正六面體形陰離子，熔體中P-Cl的鍵長只有198nm和206nm兩種，這兩種離子的化學式為PCl₄⁺和PCl₆^-；
（5）PBr₅氣態分子的結構與PCl₅相似，它的熔體也能導電，經測定知其中只存在一種P-Br鍵長，試用電離方程式解釋PBr₅熔體能導電的原因PBr₅═PBr₄⁺+Br^-．

Answer 1

分析 （1）P元素基態原子電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3P³，所以3P能級上電子排布圖為；
（2）在白磷分子（P₄）中，P原子在由4個P原子構成的正四面體上，形成6個P-P單鍵，所以鍵角為60°；
（3）根據價層電子對互斥理論確定分子或離子中中心原子的價層電子對數，再判斷雜化類型；
（4）PCl₅是一種白色晶體，在恒容密閉容器中加熱可在148℃液化，形成一種能導電的熔體，說明生成自由移動的陰陽離子，一種正四面體形陽離子是PCl₄⁺和一種正六面體形陰離子是PCl₆^-，即發生反應為：2PCl₅=PCl₄⁺+PCl₆^-；
（5）PBr₅氣態分子的結構與PCl₅相似，說明PBr₅也能電離出能導電的陰陽離子，而產物中只存在一種P-Br鍵長，所以發生這樣電離PBr₅═PBr₄⁺+Br^-．

解答 解：（1）P元素基態原子電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3P³，所以3P能級上電子排布圖為，故答案為：；
（2）在白磷分子（P₄）中，P原子在由4個P原子構成的正四面體上，形成6個P-P單鍵，所以每個分子中含6個σ鍵，鍵角為60°，故答案為：6；60^○；
（3）PCl₃分子中P的價層電子對數=3+$\frac{1}{2}$（5-3×1）=4，屬于sp³雜化，故答案為：sp³；
（4）PCl₅是一種白色晶體，在恒容密閉容器中加熱可在148℃液化，形成一種能導電的熔體，說明生成自由移動的陰陽離子，一種正四面體形陽離子是PCl₄⁺和一種正六面體形陰離子是PCl₆^-，即發生反應為：2PCl₅=PCl₄⁺+PCl₆^-，故答案為：PCl₄⁺和PCl₆^-；
（5）PBr₅氣態分子的結構與PCl₅相似，說明PBr₅也能電離出能導電的陰陽離子，而產物中只存在一種P-Br鍵長，所以發生這樣電離PBr₅═PBr₄⁺+Br^-，故答案為：PBr₅═PBr₄⁺+Br^-．

點評 本題考查物質結構和性質，涉及電子排布圖、雜化方式的判斷、電離方式和微粒結構等，側重于基礎知識的綜合應用的考查，題目難度中等．