Question

8．VA族的氮、磷、砷（As）等元素在化合物中常表現出多種氧化態(tài)．含VA族元素的化合物在研究和生回答下列問題：
（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60°，P原子采用的軌道雜化方式是sp³；根據所學知識，可以判斷白磷屬于分子晶體．
（2）N₂的結構式為N≡N，其中σ鍵與π鍵個數之比為1：2．
（3）As原子序數為33，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N＞P＞As．
（4）NH₃、PH₃、AsH₃熔、沸點由高到低的順序為NH₃＞AsH₃＞PH₃，原因是分子晶體的熔沸點隨著相對分子質量的增大而增大，但氨氣中存在氫鍵導致其熔沸點最高．
（5）硝酸是一種具有強氧化性的一元強酸，NO${\;}_{3}^{-}$離子的立體構型為平面三角形，試寫出一種與NO${\;}_{3}^{-}$互為等電子體且屬于非極性分子的微粒的化學式SO₃．

Answer 1

分析 （1）白磷分子是正四面體結構，四個P原子位于正四面體頂點上；每個P原子價層電子對個數是4且含有一個孤電子對，根據價層電子對互斥理論判斷P原子雜化方式；白磷的構成微粒是分子；
（2）氮氣分子中氮原子之間存在3個共用電子對；每個氮氣分子中含有1個σ鍵、2個π鍵；
（3）As的原子序數是33，其最外層電子是價層電子；同一主族元素第一電離能隨著原子序數增大而減小；
（4）氫化物都是分子晶體，分子晶體的熔沸點與其相對分子質量成正比，但含有氫鍵的氫化物熔沸點較高；
（5）硝酸根離子價層電子對個數是3且不含孤電子對，根據價層電子對互斥理論判斷硝酸根離子空間構型；硝酸根離子的價電子數是24，與NO₃^-互為等電子體且屬于非極性分子是三氧化硫．

解答 解：（1）白磷分子是正四面體結構，四個P原子位于正四面體頂點上，所以鍵角是60°；每個P原子價層電子對個數是4且含有一個孤電子對，根據價層電子對互斥理論知P原子雜化方式為sp³；白磷的構成微粒是分子，所以白磷是分子晶體，故答案為：60°；sp³；分子；
（2）氮氣分子中氮原子之間存在3個共用電子對，其結構式為N≡N；每個氮氣分子中含有1個σ鍵、2個π鍵，所以σ鍵與π鍵個數之比為1：2，故答案為：N≡N；1：2；
（3）As的原子序數是33，其最外層電子是價層電子，價電子軌道表示式為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）氫化物都是分子晶體，分子晶體的熔沸點與其相對分子質量成正比，但含有氫鍵的氫化物熔沸點較高，氨氣分子中含有氫鍵，所以熔沸點最高，熔沸點高低順序是NH₃＞AsH₃＞PH₃，
故答案為：NH₃＞AsH₃＞PH₃；分子晶體的熔沸點隨著相對分子質量的增大而增大，但氨氣中存在氫鍵導致其熔沸點最高；
（5）硝酸根離子價層電子對個數是3且不含孤電子對，根據價層電子對互斥理論知硝酸根離子空間構型為平面三角形；硝酸根離子的價電子數是24，與NO₃^-互為等電子體且屬于非極性分子是SO₃，
故答案為：平面三角形；SO₃．

點評 本題考查物質結構和性質，為高頻考點，涉及原子雜化方式判斷、微�？臻g構型判斷、原子核外電子排布、等電子體等知識點，明確價層電子對互斥理論、構造原理、等電子體理論等知識點即可解答，難點是計算價層電子對個數．