Question

18．磷及其化合物在生產(chǎn)生活中的用途非常廣泛．回答下列問題：
（1）基態(tài)磷原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p³，它的第一電離能比硫的大（填“大”或“小”）．
（2）POC1₃是一種常用的化工原料，其組成的三種元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)镺＞C1＞P．
（3）PC1₃中磷原子雜化軌道類型為sp³雜化；分子的空間構(gòu)型為三角錐形；與PCl₃互為等電子體的分子為SOC1₂．
（4）科學(xué)家日前發(fā)現(xiàn)黑磷是一種有可能取代石墨烯的新型二維半導(dǎo)體材料．黑磷有四科結(jié)構(gòu)，其中的一種結(jié)構(gòu)如圖1所示，該黑磷巾最小的磷環(huán)含磷原子數(shù)為6個(gè)；層與層之間的作用力為范德華力；黑磷能（填“能”或“不能”）導(dǎo)電．
（5）磷與鐵形成的一種化合物晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示，該化合物的密度為$\frac{4×87}{{N}_{A}×（a×1{0}^{-7}）^{3}}$g•cm^-3（設(shè)N_A為阿伏加德羅常數(shù)的值）．

Answer 1

分析 （1）P的原子序數(shù)為15，分三層排布分別為2、8、5；同一周期元素，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而增大，但同一周期中第ⅡA族元素比第ⅢA族元素的第一電離能大，第ⅤA族比第ⅥA族第一電離能大；
（2）元素的非金屬性越強(qiáng)，其電負(fù)性越大，元素的金屬性越強(qiáng)，其電負(fù)性越小，同周期元素從左到右元素的電負(fù)性逐漸增強(qiáng)，同主族元素從上到下電負(fù)性逐漸減弱；
（3）根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論來分析解答，價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)；原子總數(shù)相同、電子總數(shù)或價(jià)電子總數(shù)相同的互為等電子體；
（4）該黑磷巾最小的磷環(huán)含磷原子數(shù)為6個(gè)，層與層之間原子靠范德華力作用，分子晶體不能導(dǎo)電；
（5）晶胞中P原子處于棱上、體心，F(xiàn)e原子處于頂點(diǎn)與面心，利用均攤法計(jì)算原子數(shù)目，進(jìn)而確定化學(xué)式，結(jié)合晶胞中含有原子數(shù)目表示出晶胞質(zhì)量，再根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計(jì)算．

解答 解：（1）P的原子序數(shù)為15，原子核外有15個(gè)電子，P的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p³，S的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁴，3p電子滿為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，難失去電子，則磷第一電離能較大，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p³；大；
（2）P、C1屬于同一周期，其原子序數(shù)逐漸增大，則其電負(fù)性逐漸增大，電負(fù)性：C1＞P，O的非金屬性強(qiáng)于C1，電負(fù)性：O＞C1，所以其組成的三種元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)镺＞C1＞P，
故答案為：O＞C1＞P；
（3）三氯化磷分子中價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+$\frac{1}{2}$（5-3×1）=4，所以磷原子采用sp³雜化，為三角錐形，PCl₃與SOC1₂分子中原子個(gè)數(shù)相等，電子總數(shù)、價(jià)電子總數(shù)都相同，所以是等電子體，
故答案為：sp³雜化；三角錐形；SOC1₂；
（4）從結(jié)構(gòu)圖1可知，該黑磷巾最小的磷環(huán)含磷原子數(shù)為6個(gè)，蜂窩狀的褶皺結(jié)構(gòu)，層與層之間原子靠范德華力作用，因黑磷巾屬于分子晶體，所以不能導(dǎo)電，
故答案為：6；范德華力；能；
（5）晶胞中P原子處于棱上、體心，含有12×$\frac{1}{4}$+1=4個(gè)磷原子，F(xiàn)e原子處于頂點(diǎn)與面心，F(xiàn)e原子個(gè)數(shù)為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，該化合物的密度為ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{4×87}{{N}_{A}×（a×1{0}^{-7}）^{3}}$，
故答案為：$\frac{4×87}{{N}_{A}×（a×1{0}^{-7}）^{3}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，涉及原子核外電子排布、電離能、電負(fù)性、晶胞計(jì)算等，注意掌握均攤法進(jìn)行有關(guān)晶胞計(jì)算，理解根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷立體構(gòu)型問題，側(cè)重于考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的應(yīng)用能力和對(duì)知識(shí)的遷移能力，題目難度中等．