Question

【題目】磷元素在生產和生活中有廣泛的應用

（1）P原子價電子排布圖為_________。

（2）四(三苯基膦)鈀分子結構如下圖1:

P原子以正四面體的形態圍繞在鈀原子中心上，鈀原子的雜化軌道類型為_________；判斷該物質在水中溶解度并加以解釋_________，該物質可用于圖2所示物質A的合成：

物質A中碳原子雜化軌道類型為 _________；一個A分子中手性碳原子數目為 _________。

（3）在圖3中表示出四(三苯基膦)鈀分子中配位鍵：

（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_________；正四面體形陽離子中鍵角小于PCl3的鍵角原因為_________；該晶體的晶胞如右圖4所示，立方體的晶胞邊長為apm，NA為阿伏伽德羅常數的值，則該晶體的密度為_________g/cm3．

（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_________。

Answer 1

【答案】（1）；（2）sp3；不易溶于水，水為極性分子，四(三苯基膦)鈀分子為非極性分子，分子極性不相似，故不相溶；sp、sp2、sp3；3；

（3）；（4）PCl4+和PCl6-；兩分子中P原子雜化方式均為sp3雜化，PCl3分子中P原子有一對孤電子對，PCl4+中P沒有孤電子對．孤電子對對成鍵電子的排斥力大于成鍵電子對間的排斥力；；（5）PBr5=PBr4++Br-

【解析】

試題分析：（1）磷是15號元素，其原子核外有15個電子，P元素基態原子電子排布為1s22s22p63s23P3，P的最外層3p電子3個電子自旋方向相同，為，故答案為：；

（2）P原子以正四面體的形態圍繞在鈀原子中心上，鈀原子與P原子成4個單鍵，雜化軌道數為4，為sp3雜化，水為極性分子，四(三苯基膦)鈀分子為非極性分子，分子極性不相似，故不相溶，所以四(三苯基膦)鈀分子在水中難溶，物質A中甲基上的C采取sp3雜化類型，C≡N為SP雜化，碳碳雙鍵為sp2雜化，連接4個不同原子或原子團的碳原子為手性碳原子，如圖：，所以一個A分子中手性碳原子數目為3個，故答案為：sp3；不易溶于水，水為極性分子，四(三苯基膦)鈀分子為非極性分子，分子極性不相似，故不相溶；sp、sp2、sp3；3；

（3）配位鍵由含有孤電子對的原子指向含有空軌道的原子，Pd含有空軌道、P原子含有孤電子對，所以配位鍵由P原子指向Pd原子，如圖：，故答案為：；

（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-，PCl3中價層電子對個數=σ鍵個數+孤電子對個數=3+=4，所以原子雜化方式是sp3，PCl5中價層電子對個數=σ鍵個數+孤電子對個數=5+（55×1）=4，所以原子雜化方式是sp3，PCl3分子中P原子有一對孤電子對，PCl4+中P沒有孤電子對．孤電子對對成鍵電子的排斥力大于成鍵電子對間的排斥力，所以PCl5中正四面體形陽離子中鍵角小于PCl3的鍵角，晶胞中PCl5位于頂點8×=1，1個PCl5分子位于晶胞內部，立方體的晶胞邊長為a pm，所以密度為：ρ==，故答案為：PCl4+和PCl6-；兩分子中P原子雜化方式均為sp3雜化，PCl3分子中P原子有一對孤電子對，PCl4+中P沒有孤電子對．孤電子對對成鍵電子的排斥力大于成鍵電子對間的排斥力；；

（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-。