Question

【題目】磷元素是組成遺傳物質(zhì)核酸的基本成分之一，而錫元素(Sn)形成的某些化合物能夠促進(jìn)核酸的合成�；卮鹣铝袉栴}。

(1)基態(tài)磷原子電子占據(jù)的最高能層符號(hào)是____，占據(jù)該能層的電子中能量最高的電子其電子云在空間有_____個(gè)伸展方向，原子軌道呈_____形。

(2)錫元素可形成白錫、灰錫、脆錫三種單質(zhì)。研究灰錫晶體的結(jié)構(gòu)最常用的儀器是_____。灰錫晶體與金剛石結(jié)構(gòu)相同，但灰錫不穩(wěn)定，其原因是_____。

(3)固態(tài)PCl5結(jié)構(gòu)中存在PCl4+和PCl6-兩種結(jié)構(gòu)單元，其晶胞如圖所示。

①PCl4+的空間結(jié)構(gòu)為________，PCl3的鍵角小于PCl4+鍵角的原因?yàn)?/span>___________。

②已知晶胞的邊長(zhǎng)為anm,阿伏加德羅常數(shù)值用NA表示。則PCl4+和PCl6-之間的最短距離為_______pm,固態(tài)PCl5的密度為______g.cm-3。

Answer 1

【答案】 M 3 啞鈴 X-射線衍射儀 Sn-Sn鍵的鍵長(zhǎng)長(zhǎng)，鍵能小,故灰錫不穩(wěn)定 正四面體 PCl3和PCl4+中磷原子的雜化方式均為sp3雜化, PCl3磷原子價(jià)層電子對(duì)中有一對(duì)孤電子對(duì), PCl4+磷原子價(jià)層電子對(duì)中無孤電子對(duì)，孤電子對(duì)對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥力大于成鍵電子對(duì)之間的排斥力

【解析】(1)磷為15號(hào)元素，基態(tài)磷原子電子占據(jù)的最高能層符號(hào)是M，占據(jù)該能層的電子中能量最高的電子為3p，其電子云在空間有3個(gè)伸展方向，原子軌道呈啞鈴形，故答案為：M；3；啞鈴；

(2)研究晶體的結(jié)構(gòu)最常用的儀器是X-射線衍射儀；灰錫晶體與金剛石結(jié)構(gòu)相同，Sn-Sn鍵的鍵長(zhǎng)較長(zhǎng)，鍵能較小，導(dǎo)致灰錫不穩(wěn)定，故答案為：X-射線衍射儀；Sn-Sn鍵的鍵長(zhǎng)長(zhǎng)，鍵能小，故灰錫不穩(wěn)定；

（3）①PCl4+的中心原子P的價(jià)層電子對(duì)數(shù)=4+=4，采用sp3雜化，空間結(jié)構(gòu)為正四面體，PCl3和PCl4+中磷原子的雜化方式均為sp3雜化, PCl3磷原子價(jià)層電子對(duì)中有一對(duì)孤電子對(duì), PCl4+磷原子價(jià)層電子對(duì)中無孤電子對(duì)，孤電子對(duì)對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥力大于成鍵電子對(duì)之間的排斥力，使得PCl3的鍵角小于PCl4+鍵角，故答案為：正四面體；PCl3和PCl4+中磷原子的雜化方式均為sp3雜化, PCl3磷原子價(jià)層電子對(duì)中有一對(duì)孤電子對(duì), PCl4+磷原子價(jià)層電子對(duì)中無孤電子對(duì)，孤電子對(duì)對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥力大于成鍵電子對(duì)之間的排斥力；

②根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，PCl4+和PCl6-的個(gè)數(shù)比為1:1，已知晶胞的邊長(zhǎng)為anm，則PCl4+和PCl6-之間的最短距離為晶胞體對(duì)角線的一半，為a×103 pm，晶胞中含有2個(gè)P和10個(gè)Cl原子，固態(tài)PCl5的密度為g.cm-3=g.cm-3，故答案為： a×103； 。