Question

Ⅰ、砷（As）在地殼中含量不大，但砷的化合物卻是豐富多彩．
（1）基態(tài)砷原子的電子排布式為

 

；砷與溴的第一電離能較大的是

 

．
（2）AsH₃是無色稍有大蒜味的氣體．AsH₃的沸點(diǎn)高于PH₃，其主要原因是

 

．
（3）Na₃AsO₄可作殺蟲劑．AsO₄^3-的空間構(gòu)型為

 

，與其互為等電子體的一種分子為

 

．
（4）某砷的氧化物俗稱“砒霜”，其分子結(jié)構(gòu)如圖所示．該化合物的化學(xué)式為

 

，As原子采取

 

雜化．
（5）GaAs等是人工合成的新型半導(dǎo)體材料，其晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似．GaAs晶體中，每個(gè)As與

 

個(gè)Ga相連，As與Ga之間存在的化學(xué)鍵有

 

（填字母）．
A．離子鍵　B．σ鍵　C．π鍵　D．氫鍵　E．配位鍵　F．金屬鍵　G．極性鍵
Ⅱ、（1）某元素第一至第四電離能數(shù)據(jù)依次是580，1800，2700，11600，則它最有可能是

 

區(qū)的元素，位于

 

族
（2）某金屬元素核外電子有29種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則共有

 

種不同形狀的原子軌道
（3）氮元素的電離能突增應(yīng)出現(xiàn)在第

 

電離能
（4）已知某單質(zhì)晶體的原子堆積為ABAB型，如果它的摩爾質(zhì)量為M，晶胞棱長(zhǎng)為a，晶胞高度為C，則該晶體的密度表達(dá)式為

 

（阿附加德羅常數(shù)用N_A表示，不化簡(jiǎn)）

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計(jì)算,元素周期表的結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用,元素周期律的作用,元素周期律和元素周期表的綜合應(yīng)用

專題：元素周期律與元素周期表專題

分析：I、（1）As的原子序數(shù)為33，其最外層的p電子為半滿，為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；
（2）分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力越大，熔沸點(diǎn)越高；
（3）AsO₄^3-中，成鍵數(shù)為4，孤對(duì)電子數(shù)為（5+3-2×4）×

1

2

=0，為sp³雜化；等電子體的原子數(shù)和價(jià)電子數(shù)相同；
（4）根據(jù)分子結(jié)構(gòu)可知，分子內(nèi)含有6個(gè)氧原子，4個(gè)砷原子，化學(xué)式為As₄O₆；As形成3個(gè)共價(jià)鍵；
（5）晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似，則為原子晶體，以共價(jià)鍵形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；
Ⅱ、（1）某元素第一至第四電離能數(shù)據(jù)依次是580，1800，2700，11600，三與四電離能差別大，則最外層有3個(gè)電子；
（2）某金屬元素核外電子有29種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則核外有29個(gè)電子；
（3）氮元素的最外層有5個(gè)電子，當(dāng)失去第6個(gè)電子時(shí)需要的能量較大；
（4）晶體的原子堆積為ABAB型，為六方最密堆積，晶胞如圖：，每個(gè)晶胞中含有兩個(gè)原子，摩爾質(zhì)量為M，晶胞的質(zhì)量

2M

NA

，晶胞棱長(zhǎng)為a，晶胞高度為C，晶胞體積為a²csin60°，結(jié)合ρ=

m

V

計(jì)算．

解答： 解：（1）As的原子序數(shù)為33，由構(gòu)造原理可知電子排布為[Ar]3d¹⁰4s²4p³，其最外層的4p電子為半滿，為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則第一電離能較大為As，
故答案為：[Ar]3d¹⁰4s²4p³；As；
（2）AsH₃和PH₃形成的晶體均是分子晶體，其沸點(diǎn)受分子間作用力大小的影響，對(duì)于組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)分子間作用力和其相對(duì)原子質(zhì)量成正比，所以AsH₃的沸點(diǎn)高于PH₃，故答案為：AsH₃的相對(duì)分子質(zhì)量大于PH₃的相對(duì)分子質(zhì)量，故AsH₃分子間作用力大于PH₃分子間作用力；
（3）AsO₄^3-中含有的孤電子對(duì)數(shù)是0，中心原子有4個(gè)共價(jià)鍵，所以其構(gòu)型是正四面體形．原子總數(shù)相同．價(jià)電子總數(shù)相同的分子稱為等電子體．AsO₄^3-中含有5個(gè)原子，32個(gè)價(jià)電子，所以與其互為等電子體的一種分子為四氯化碳，故答案為：正四面體形；CCl₄；
（4）根據(jù)分子結(jié)構(gòu)可知，分子內(nèi)含有6個(gè)氧原子，4個(gè)砷原子，化學(xué)式為As₄O₆，每個(gè)As原子形成3個(gè)共價(jià)鍵，又因?yàn)橹行脑�子還有1對(duì)孤對(duì)電子，所以采用的是sp³雜化，
故答案為：As₄O₆；sp³；
（5）金剛石形成的晶體屬于原子晶體，碳原子可以形成4個(gè)碳碳單鍵，所以每個(gè)As應(yīng)與4個(gè)Ga相連，金剛石中含有的化學(xué)鍵是共價(jià)鍵，所以該物質(zhì)中含有的化學(xué)鍵是極性鍵，單鍵為σ鍵，又因?yàn)樯樵�子還有1對(duì)孤對(duì)電子，而鎵原子有容納孤對(duì)電子的空軌道，所以還可以構(gòu)成配位鍵，
故答案為：4；BEG；
Ⅱ、（1）某元素第一至第四電離能數(shù)據(jù)依次是580，1800，2700，11600，三與四電離能差別大，則最外層有3個(gè)電子，最后填充p電子，為p區(qū)元素，為第ⅢA族元素，
故答案為：p；ⅢA；
（2）某金屬元素核外電子有29種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則核外有29個(gè)電子，需要填充1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s電子，共有s、p、d三種不同形狀的原子軌道，
故答案為：三；
（3）氮元素的最外層有5個(gè)電子，當(dāng)失去第6個(gè)電子時(shí)需要的能量較大，則電離能突增應(yīng)出現(xiàn)在第6電離能，故答案為：6；
（4）晶體的原子堆積為ABAB型，為六方最密堆積，晶胞如圖：，每個(gè)晶胞中含有兩個(gè)原子，摩爾質(zhì)量為M，晶胞的質(zhì)量

2M

NA

，晶胞棱長(zhǎng)為a，晶胞高度為C，晶胞底面菱形的銳角為60°，晶胞體積為a²csin60°，由ρ=

m

V

可知，密度為

2M

a2csin60°NA

，故答案為：

2M

a2csin60°NA

．

點(diǎn)評(píng)：本題考查較綜合，涉及晶體類型、等電子體、晶胞計(jì)算、雜化類型及空間結(jié)構(gòu)、電子排布式、第一電離能等，注重原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，題目難度中等，（1）中注意半滿為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)．