Question

19．氮、磷、砷是原子序數(shù)依次增大的第VA族元素，它們的化合物有著獨特的性質(zhì)和重要用途．
（1）基態(tài)砷原子的核外電子排布式為[Ar]3d¹⁰4s²4p³．氮、磷、砷的第一電離能順序為N＞P＞As（填元素符號）．
（2）已知N₂O為直線形結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)式為N=N=O．則N₂O是極性（填“極性”或“非極性”）分子．中間的氮原子雜化軌道類型為sp雜化．
（3）已知下列數(shù)據(jù)：

物質(zhì)	熔點/℃	沸點/℃	分解溫度/℃
NH3	195.3	239.7	107.3
PH3	139.2	185.4	713.2

NH₃的熔、沸點均高于PH₃的原因是氨分子之間能形成氫鍵；PH₃的分解溫度高于其沸點，其原因是PH₃分解需要破壞P-H鍵，PH₃氣化需要破壞分子間作用力，而化學(xué)鍵比分子間作用力強(qiáng)得多．
（4）根據(jù)價層電子對互斥理論，氨分子中的鍵角＜（填“＞”“＜”或“=”）109°28°；PO_4^3-離子的空間構(gòu)型為正四面體．
（5）磷化鋁的結(jié)構(gòu)與金剛石相似，其結(jié)構(gòu)單元如圖所示：經(jīng)過計算，該晶體的化學(xué)式是AlP．

Answer 1

分析 （1）As為35號元素，據(jù)此書寫基態(tài)核外電子排布式；同主族第一電離能順序逐漸減�。�
（2）N₂O的分子結(jié)構(gòu)不對稱，正負(fù)電荷的中心不重合，所以是極性分子；N₂O與CO₂互為等電子體，中間氮原子是中心原子，其雜化類型與C相同，都是sp雜化；
（3）氨分子間形成氫鍵，所以熔沸點較高；PH₃熔化或氣化時所需克服的微粒間作用力，與其分解時所需克服的微粒間作用力是不相同的；
（4）孤對電子對σ鍵的排斥力＞σ鍵和σ鍵的排斥力，據(jù)此解答；計算出PO₄^3-離子的中心原子的價層電子對數(shù)判斷即可；
（5）依據(jù)均攤法計算晶胞中各種原子的個數(shù)，確定化學(xué)式．

解答 解：（1）As為35號元素，其基態(tài)原子的核外電子排布式為：[Ar]3d¹⁰4s²4p³，同主族第一電離能順序隨著原子序數(shù)的遞增而逐漸減小，故第一電離能：N＞P＞As，故答案為：[Ar]3d¹⁰4s²4p³；N、P、As；
（2）N₂O的結(jié)構(gòu)式為N=N=O，由于它的分子結(jié)構(gòu)不對稱，正負(fù)電荷的中心不重合，所以是極性分子，N₂O為直線形分子，且與CO₂互為等電子體，中間氮原子是中心原子，其雜化類型與C相同，都是sp雜化，故答案為：極性；sp；
（3）由于NH₃分子之間存在氫鍵，所以NH₃的沸點高于PH₃，PH₃分解需要破壞P-H鍵，PH₃氣化需要破壞分子間作用力，而化學(xué)鍵比分子間作用力強(qiáng)得多，故答案為：NH₃分子之間存在氫鍵；PH₃分解需要破壞P-H鍵，PH₃氣化需要破壞分子間作用力，而化學(xué)鍵比分子間作用力強(qiáng)得多；
（4）氨氣分子中存在1對孤電子對，孤對電子對σ鍵的排斥力＞σ鍵和σ鍵的排斥力，所以氨分子中的鍵角小于109°28′，PO₄^3-離子的中心原子的價層電子對數(shù)為$\frac{5+3}{2}$=4對，配位原子有4個，所以是正四面體結(jié)構(gòu)，故答案為：＜； 正四面體；
（5）據(jù)圖所知：每個結(jié)構(gòu)單元中含有4個黑球，8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4個白球，故晶胞中磷原子與鋁原子的個數(shù)比為1：1，所以晶體的化學(xué)式為AlP，故答案為：AlP．

點評 本題主要考查的是基態(tài)原子核外電子排布式、晶胞的計算、雜化類型的判斷、氫鍵等知識，綜合性較強(qiáng)，有一定難度．