Question

【題目】2020年2月15日，由國家科研攻關組的主要成員單位的專家組共同研判磷酸氯喹在細胞水平上能

有效抑制新型冠狀病毒（2019-nCoV）的感染。

(1)已知磷酸氯喹的結構如圖所示，則所含C、N、O三種元素第一電離能由大到小的順序為_______________。P原子核外價層電子排布式為________，其核外電子有____個空間運動狀態。

(2)磷酸氯喹中N原子的雜化方式為_________，NH3是一種極易溶于水的氣體，其沸點比AsH3的沸點高，其原因是_______________________。

(3)H3PO4中PO43- 的空間構型為________________。

(4)磷化鎵是一種由ⅢA族元素鎵（Ga）與VA族元素磷（P）人工合成的Ⅲ—V族化合物半導體材料。晶胞結構可看作金剛石晶胞內部的碳原子被P原子代替，頂點和面心的碳原子被Ga原子代替。

①磷化鎵晶體中含有的化學鍵類型為__________（填選項字母）

A．離子鍵 B．配位鍵 C．σ鍵 D．π鍵 E．極性鍵 F．非極性鍵

②以晶胞參數為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子分數坐標。若沿y軸投影的晶胞中所有原子的分布圖如圖，則原子2的分數坐標為______________。

③若磷化鎵的晶體密度為ρ g·cm-3，阿伏加德羅常數的值為NA，則晶胞中Ga和P原子的最近距離為___________pm。

Answer 1

【答案】N > O > C 3s23p3 9 sp2、sp3 NH3存在分子間氫鍵，分子間氫鍵影響沸點，使得沸點高 正四面體形 BCE (0.25,0.75,0.25)

【解析】

(1)同周期第一電離能有增大的趨勢，但有特殊；先寫出P電子排布式，一種空間運動狀態對應著一種空間伸展方向，即軌道。

(2)分析不同氮原子的價層電子對數，NH3沸點比AsH3的沸點高主要是NH3存在分子間氫鍵。

(3)計算PO43中價層電子對數。

(4)①金剛石中每個碳與周圍四個碳原子形成4個碳碳鍵，同理每個P與4個Ga以單鍵相連，每個Ga與4個P單鍵相連，而P最外層有5個電子，Ga最外層有3個電子，只能形成三對共用電子對，它們之間有4個共價鍵，因此有一個配位鍵，P與Ga之間存在的單鍵是極性共價鍵，是σ鍵；②若沿y軸投影的晶胞中所有原子的分布圖如圖，則原子2為P原子，P原子是與下面面心，后面面心，左側面心和左后頂點相連；③先計算晶胞中P、Ga原子數，再計算體積，再計算晶胞邊長，再計算Ga和P原子的最近距離。

(1)同周期第一電離能有增大的趨勢，但有特殊，依次C、N、O三種元素第一電離能由大到小的順序為N > O > C；P電子排布式為1s22s22p63s23p3，其原子核外價層電子排布式為3s23p3，一個軌道為一種空間運動狀態，因此P其核外電子有9個空間運動狀態；故答案為：N > O > C；3s23p3；9。

(2)磷酸氯喹，圖中1、2號N原子價層電子對數為，雜化方式為sp3，3號N原子層電子對數為2+1 =3，雜化方式為sp2，NH3是一種極易溶于水的氣體，其沸點比AsH3的沸點高，其原因是NH3存在分子間氫鍵，分子間氫鍵影響沸點，因此NH3沸點比AsH3的沸點高；故答案為：sp2、sp3；NH3存在分子間氫鍵，分子間氫鍵影響沸點，因此NH3沸點比AsH3的沸點高。

(3)H3PO4中PO43中價層電子對數為，因此空間構型為正四面體形；故答案為：正四面體形。

(4) ①金剛石中每個碳與周圍四個碳原子形成4個碳碳鍵，同理每個P與4個Ga以單鍵相連，每個Ga與4個P單鍵相連，而P最外層有5個電子，Ga最外層有3個電子，只能形成三對共用電子對，它們之間有4個共價鍵，因此有一個配位鍵，P與Ga之間存在的單鍵是極性共價鍵，是σ鍵，所有磷化鎵晶體中含有的化學鍵類型為BCE；故答案為：BCE。

②若沿y軸投影的晶胞中所有原子的分布圖如圖，則原子2為P原子，P原子是與下面面心，后面面心，左側面心和左后頂點相連，其分數坐標為(0.25,0.75,0.25)；故答案為：(0.25,0.75,0.25)。

③根據晶胞結構得到P有4個，Ga有，若磷化鎵的晶體密度為ρ g·cm-3，阿伏加德羅常數的值為NA，，則晶胞邊長為，則晶胞中Ga和P原子的最近距離為晶胞體對角線的四分之一，因此；。