Question

【題目】N，P，As等元素的化合物在生產和研究中有許多重要用途。請回答下列問題：

（1）意大利羅馬大學的[FuNvio Cacace等人獲得了極具理論研究意義的N4分子，該分子的空間構型與P4類似，其中氮原子的軌道雜化方式為__________，N-N鍵的鍵角為__________。

（2）基態砷原子的價電子排布圖為__________，砷與同周期相鄰元素的第一電離能由大到小的順序為__________。

（3）配位原子對孤對電子的吸引力越弱，配體越容易與過渡金屬形成配合物。PH3與NH3的結構相似，和過渡金屬更容易形成配合物的是__________(填"PH3”或“NH3”)。

（4）SCl3+和PCl3是等電子體，SCl3+的空間構型是__________。S-Cl鍵鍵長__________P-Cl鍵鍵長__________(填“＞”、“=”或“＜”)，原因是__________。

（5）砷化鎵為第三代半導體，以其為材料制造的燈泡壽命長，耗能少。已知立方砷化鎵晶胞的結構如圖所示，砷化鎵的化學式為__________。若該晶體的密度為ρgcm-3，設NA為阿伏加德羅常數的值，則a、b的距離為__________pm(用含ρ和NA的代數式表示)。

Answer 1

【答案】（1） sp3；60；（2）；As>Se>Ge；（3）PH3；

（4）三角錐形；< ；S 原子半徑小于P原子半徑故 S－Cl 鍵要比 P－Cl 鍵短；

（5）GaAs； (其他合理答案均可)

【解析】

試題分析：（1）氮原子與周圍的三個N原子相連，含有一個孤電子對，采取sp3雜化，N4是正四面體結構，N-N鍵的鍵角為60，故答案為： sp3；60；

（2）As是33號元素，位于第四周期第ⅤA族，基態砷原子的價電子排布圖為，砷是4p為半充滿結構，較為穩定，與同周期相鄰元素的第一電離能由大到小的順序為As>Se>Ge，故答案為：；As>Se>Ge；

（3）配位原子對孤對電子的吸引力越弱，配體越容易與過渡金屬形成配合物。P的非金屬性比N弱，對孤對電子的吸引力弱，因此和過渡金屬更容易形成配合物的是PH3，故答案為：PH3；

（4）SCl3+中價電子對個數=σ鍵個數+孤電子對個數=3+(6-1-3)=4，故S以sp3雜化軌道同Cl形成共價鍵，含1對孤電子對，所以為三角錐形結構；S 原子半徑小于P原子半徑故 S－Cl 鍵要比 P－Cl 鍵短，故答案為：三角錐形；< ；S 原子半徑小于P原子半徑故 S－Cl 鍵要比 P－Cl 鍵短；

（5）晶胞中Ga原子數為6×+8×=4，As原子數為4，則砷化鎵的化學式為GaAs；

設晶胞的邊長為xpm，則ρ==，解得x=pm；b位置黑色球與a位置白色球的距離為晶胞體對角線的，因此b位置黑色球與a位置白色球的距離=×pm，故答案為：GaAs；。