Question

【題目】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為______________。

(3)NH3的沸點比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，請根據(jù)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系，解釋H3AsO4比H3AsO3 酸性強的原因_____________________。

(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。已知最近兩個白磷分子間的距離為 a pm（1pm=10-12m），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，不必計算）。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d104s24p3 N>P>As NH3分子間存在較強的氫鍵，而PH3分子間僅有較弱的范德華力 正四面體 sp3雜化 H3AsO4和H3AsO3可表示為(HO)3AsO和(HO)3As，H3AsO3中的As為+3價，而H3AsO4中的As為+5價，正電性更高，導致As-O-H中O的電子更向As偏移，更易電離出H+

【解析】

(1)確定砷在元素周期表中的位置，然后根據(jù)構(gòu)造原理寫出電子排布式；

(2)根據(jù)同主族第一電離能的變化規(guī)律作答；

(3)NH3分子間存在氫鍵，PO43-離子的立體構(gòu)型可由價層電子對互斥理論計算求得；

(4)求出AsH3中心原子的價層電子對數(shù)，即可根據(jù)夾層電子對數(shù)與雜化類型的對應關(guān)系得出答案；

(5)兩種含氧酸即可改寫為(HO)mROn，n越大，R正電性越大酸性越強；

(6)先求出此晶胞含有白磷分子數(shù)，然后依據(jù)ρ=計算。

(1)砷元素是33號元素，位于元素周期表的第四周期第VA族，基態(tài)砷原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3；

(2)同主族元素自上而下由于原子半徑逐漸增大，所以第一電離能逐漸降低，因此N、P、As原子的第一電離能由大到小的順序為N＞P＞As；

(3)PH3分子間只存在范德華力，NH3分子間除存在范德華力之外，還存在比范德華力更強的氫鍵，故NH3的沸點比PH3高；PO43-中心原子為P，其中σ鍵電子對數(shù)為4，中心原子孤電子對數(shù)為(5+34×2)=0，PO43-價層電子對對數(shù)為4+0=4，故立體構(gòu)型為正四面體；

(4)AsH3中心原子的價層電子對數(shù)=3+，所以As采用sp3雜化；

(5)兩種含氧酸即可改寫為(HO)mROn，H3AsO4可表示為(HO)3AsO，H3AsO3可表示為(HO)3As，H3AsO4中n值大正電性強，導致As-O-H中O的電子更向As偏移，更易電離出H+，所以H3AsO4比H3AsO3酸性強；

(6)一個晶胞中含有白磷分子數(shù)為：，則一個晶胞的質(zhì)量m=g，一個晶胞的體積V==，因此晶胞的密度ρ=g/cm3。