Question

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

 

，P原子采用的軌道雜化方式是

 

；根據所學知識，可以判斷白磷屬于

 

晶體．
（2）N₂的結構式為

 

，其中σ鍵與π鍵個數之比為

 

．
（3）As原子序數為

 

，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

離子的立體構型為

 

．

Answer 1

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

專題：化學鍵與晶體結構

分析：（1）根據白磷的結構可知為正四面體結構，P原子形成3個共價鍵，根據價層電子對數判斷雜化方式；白磷分子間以分子間作用力結合；
（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，根據構造原理書寫其基態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的增大而減小；
（4）NH₃含有氫鍵，沸點最高，PH₃、AsH₃都不含氫鍵，相對分子質量越大，沸點越高；
（5）根據價層電子對互斥理論確定原子的雜化方式和粒子空間構型．

解答： 解：（1）根據白磷的結構可知為正四面體結構，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，則價層電子對數為4，雜化方式為sp³；白磷分子間以分子間作用力結合，為分子晶體；
故答案為：60°；sp³；分子；
（2）氮氣分子中存在三鍵，其結構式為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，且原子序數依次增大，原子序數越大，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，相對分子質量越大，沸點越高，應為NH₃＞AsH₃＞PH₃，
故答案為：NH₃＞AsH₃＞PH₃；
（5）NO₃^-中價層電子對個數=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，側重于考查學生對基礎知識的綜合應用能力．