Question

【題目】磷的單質和化合物在科研與生產中有許多重要用途。請回答下列問題：

（1）白磷是磷的一種單質，其分子結構如圖所示，則一個分子中有____對成鍵電子對和____對孤電子對。

（2）N和P都有+5價，PCl5能形成離子型晶體，晶格中含有[PCl4]+和[PCl6]－，則[PCl4]+空間構型為_______。但NCl5不存在，其原因是________________________；

（3）電負性比較：P_____S（填“>”“=”“<”）；而P的第一電離能比S大的原因是______。

（4）復雜磷酸鹽有直鏈多磷酸鹽（如圖b）和環(huán)狀偏磷酸鹽（如圖c）。其酸根陰離子都是由磷氧四面體（圖a）通過共用氧原子連接而成。

直鏈多磷酸鹽的酸根離子（圖b）中，磷原子和氧原子的原子個數(shù)比為n：_______；含3個磷原子的環(huán)狀偏磷酸鹽的酸根離子（圖c）的化學式為________。

（5）磷化鎵(GaP)材料是研制微電子器件、光電子器件的新型半導體材料。GaP的晶體結構是閃鋅礦型結構(如圖所示)，晶胞參數(shù)apm。

①與Ga緊鄰的P個數(shù)為________。

②GaP晶體的密度為（列出計算式）______g·cm－3（NA為阿伏加德羅常數(shù)）。

Answer 1

【答案】64正四面體形N原子最外層沒有d軌道<P原子的3p3為半充滿狀態(tài)，較穩(wěn)定3n＋1P3O93－4

【解析】

（1）根據(jù)白磷分子結構可知，P原子最外層電子數(shù)為5，4個磷原子形成正四面體結構的白磷分子，則一個分子中有6對成鍵電子對和4對孤電子對；（2）PCl4+中P原子含有的孤對電子對數(shù)＝＝0，即不存在孤對電子，由于磷原子的價層電子對數(shù)是4，所以空間構型是正四面體；P原子半徑比N原子大且有可以利用的3d空軌道采取sp3d雜化P原子周圍可容納較多的配位體形成較高配位數(shù)的化合物；N原子半徑小沒有可以利用的3d空軌道配位數(shù)只能達到4因此PCI5存在但NCl5不存在；（3）元素非金屬性越強電負性越大，故電負性比較：P<S；P原子的3p3為半充滿狀態(tài)，較穩(wěn)定，故P的第一電離能比S大；（4）由圖可知，直鏈多磷酸鹽的酸根離子（圖b）中，每個磷原子占有兩個氧原子，另有兩個氧原子與另一個磷原子共用占一半，最后首尾兩個氧原子各一半為整個分子的，故磷原子和氧原子的原子個數(shù)比為n：3n＋1；由圖可知，含3個磷原子的環(huán)狀偏磷酸鹽的酸根離子（圖c）中含有3個P原子、9個氧原子，根據(jù)磷的化合價為+5價，氧的化合從為-2價可知其化學式為P3O93－；（5）①與Ga緊鄰的P成正四面體結構，與Ga緊鄰的P的個數(shù)為4；②根據(jù)均攤法，GaP晶體中Ga原子個數(shù)為，P原子個數(shù)為4，GaP晶體的密度為g·cm－3= g·cm－3。