Question

【題目】[化學——選修3：物質結構與性質]

張亭棟研究小組受民間中醫啟發，發現As2O3（俗稱砒霜）對白血病有明顯的治療作用．氮（N）、磷（P）、砷（As）等都是VA族的元素，該族元素的化合物在研究和生產中有許多重要用途．回答下列問題：

（1）As原子的核外電子排布式為 。

（2）P和S是同一周期的兩種元素，P的第一電離能比S大，原因是 。

（3）NH4+中H﹣N﹣H的鍵角比NH3中H﹣N﹣H的鍵角 （填“大”或“小”），原因是 。

（4）Na3AsO4中含有的化學鍵類型包括 ；AsO43﹣的空間構型為 ，As4O6的分子結構如圖1所示，則在該化合物中As的雜化方式是 。

（5）化合物NH5中的所有原子最外層都滿足穩定結構，則NH5是 晶體．

（6）白磷（P4）的晶體屬于分子晶體，其晶胞結構如圖2（小圓圈表示白磷分子）．己知晶胞的邊長為a cm，阿伏加德羅常數為NA mol﹣l，則該晶胞中含有的P原子的個數為 ，該晶體的密度為 gcm﹣3（用含NA、a的式子表示）。

Answer 1

【答案】（1）1s22s22p63s23p63d104s24p3

（2）P的p亞層是半充滿狀態，比較穩定，所以第一電離能比硫的大

（3）大；NH4+中的氮原子上均為成鍵電子，而NH3分子中的氮原子上有一對孤對電子，孤對電子和成鍵電子之間的排斥力強于成鍵電子和成鍵電子之間的排斥力

（4）離子鍵、共價鍵；正四面體；sp3

（5）離子

（6）16；

【解析】

試題分析：（1）As原子核外電子數為33，根據能量最低原理，核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d104s24p3，

故答案為：1s22s22p63s23p63d104s24p3；

（2）P的3p亞層是半充滿狀態，比較穩定，第一電離能高于同周期相鄰元素的，第一電離能大于硫的，

故答案為：P的p亞層是半充滿狀態，比較穩定，所以第一電離能比硫的大；

（3）NH4+中的氮原子上均為成鍵電子，而NH3分子中的氮原子上有一對孤對電子，孤對電子和成鍵電子之間的排斥力強于成鍵電子和成鍵電子之間的排斥力，故NH4+中H-N-H的鍵角比NH3中H-N-H的鍵角大，

故答案為：大；NH4+中的氮原子上均為成鍵電子，而NH3分子中的氮原子上有一對孤對電子，孤對電子和成鍵電子之間的排斥力強于成鍵電子和成鍵電子之間的排斥力；

（4）Na3AsO4屬于離子化合物，含有離子鍵，酸根離子中含有共價鍵；AsO43-中As原子孤電子對數==0、價層電子對數為4+0=4，空間構型為正四面體；As4O6的分子中As原子形成3個As-O鍵，含有1對孤對電子，雜化軌道數目為4，雜化類型為sp3雜化，

故答案為：離子鍵、共價鍵；正四面體；sp3；

（5）化合物NH5中的所有原子最外層都滿足穩定結構，則由銨根離子與氫負離子構成，屬于離子晶體，故答案為：離子；

（6）根據均攤法可知，晶胞中P4分子數目為8×+6×=4，則晶胞中P原子數目為4×4=16，晶胞質量為16×g，晶胞體積為（a cm）3，則晶胞密度為=g·cm-3。

故答案為：。