Question

VA族的氮、磷、砷(As)等元素的化合物在科研和生產(chǎn)中有許多重要用途，請(qǐng)回答下列問題。

（1）砷的基態(tài)原子的電子排布式為????????????? 。

（2）原子的第一電離能是指氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量，N、P、As原子的第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>????????????????????? 。

（3）NH3的沸點(diǎn)比PH3高，原因是??????????? ；PO43－離子的立體構(gòu)型為?????????????? 。

（4）AsH3是無色稍有大蒜氣味的氣體，在AsH3中As原子的雜化軌道類型為?????????? 。

（5）H3AsO4和H3AsO3是砷的兩種含氧酸,請(qǐng)根據(jù)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系，解釋H3AsO4比H3AsO3 酸性強(qiáng)的原因??????????????????????????? 。

（6）磷的一種單質(zhì)白磷（P4)屬于分子晶體，其晶胞結(jié)構(gòu)如下圖。已知最近兩個(gè)白磷分子間的距離為 a pm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則該晶體的密度為 　　　??? g/cm3(只要求列算式，不必計(jì)算）。

 

 

Answer 1

【答案】

（1）1s22s22p63s23p63d104s24p3

（2）N>P>As

（3）NH3分子間存在較強(qiáng)的氫鍵，而PH3分子間僅有較弱的范德華力（合理答案均計(jì)分）?? 正四面體

（4）sp3雜化

（5）H3AsO4和H3AsO3可表示為(HO)3AsO和(HO)3As，H3AsO3中的As為+3價(jià)，而H3AsO4中的As為+5價(jià)，正電性更高，導(dǎo)致As-O-H中O的電子更向As偏移，更易電離出H+（合理答案均計(jì)分）

（6）或 (3分，其他合理答案也計(jì)分)

【解析】

試題分析：（1）砷是33號(hào)元素，根據(jù)構(gòu)造原理得基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3?

（2）同主族元素從上到下第一電離能逐漸減小，所以N、P、As原子的第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>N>P>As

（3）NH3的沸點(diǎn)比PH3高，是因?yàn)?/span>NH3分子間存在較強(qiáng)的氫鍵，而PH3分子間僅有較弱的分子間作用力；根據(jù)分子立體構(gòu)型的計(jì)算方法，PO43－離子的價(jià)層電子對(duì)是4，無孤對(duì)電子，所以立體構(gòu)型為正四面體

（4）AsH3中As的價(jià)層電子對(duì)數(shù)是4，所以雜化軌道數(shù)也為4，因此雜化軌道類型是sp3雜化

（5）對(duì)于同種元素的含氧酸來說，該元素的化合價(jià)越高，其含氧酸的酸性越強(qiáng)。H3AsO4和H3AsO3可表示為(HO)3AsO和(HO)3As，H3AsO3中的As為+3價(jià)，而H3AsO4中的As為+5價(jià)，正電性更高，導(dǎo)致As-O-H中O的電子更向As偏移，越易電離出H+，酸性越強(qiáng)；

（6）在該晶胞中，實(shí)際含有4個(gè)白磷分子，其質(zhì)量為4×31×4/NAg，最近兩個(gè)白磷分子間的距離為 a pm，則立方體的棱長是√-2-apm=√-2-a×10-10m，所以該晶體的密度ρ=m/V=496/[NA (√-2-a×10-10)3]。

考點(diǎn)：考查原子結(jié)構(gòu)的核外電子排布式、同主族元素第一電離能的變化、分子的立體構(gòu)型、氫鍵與分子間作用力的應(yīng)用、雜化軌道的判斷、酸性強(qiáng)弱的解釋、晶胞的計(jì)算