Question

【题目】[选修3：物质结构与性质]磷青铜是含少量锡、磷的铜合金，主要用作耐磨零件和弹性元件。

（1）基态铜原子的电子排布式为_____；高温时氧化铜会转化为氧化亚铜，原因是____________________________________。

（2）元素周期表第3周期中，第一电离能比P小的非金属元素是_______（填元素符号）。

（3）N、P、As同主族，三种元素最简单氢化物沸点由低到高的顺序为____________，原因是____________________________________。

（4）某直链多磷酸钠的阴离子呈如图1所示的无限单链状结构，其中磷氧四面体通过共用顶点的氧原子相连，则P原子的杂化方式为_____，该多磷酸钠的化学式为______。

（5）某磷青铜晶胞结构如图2所示。

①则其化学式为______。

②该晶体中距离Sn原子最近的Cu原子有____个。

③若晶体密度为8.82 g·cm-3，最近的Cu原子核间距为______pm(用含NA的代数式表示，设NA表示阿伏加德罗常数的值)。

Answer 1

【答案】 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1 +1价铜的外围电子布为3d10的全充满结构，因此+1价铜比+2价铜的能量更低更稳定 Si和S PH3<AsH3<NH3 PH3和AsH3结构相似，相对分子质量越大，分子间作用力越强，沸点越高，因此AsH3的沸点高于PH3；NH3之间存在氢键，因此三者之中NH3的沸点最高 sp3杂化 NaPO3 SnCu3P 12

【解析】（1）处于最低能量的原子叫做基态原子,基态电子排布遵循能量最低原理、保里不相容原理和洪特规则,根据元素符号,判断元素原子的核外电子数,再根据核外电子排布规律来写,Cu是第四周期元素，为29号元素，其电子排布式为：[Ar]3d104s1；+1价铜的外围电子布为3d10的全充满结构，因此+1价铜比+2价铜的能量更低更稳定

（2）同一周期自左向右第一电离能有增大趋势，但磷元素3P轨道为半充满结构，较稳定，第VA族第一电离能大于其相邻元素，P元素的第一电离能比S元素的第一电离能要略大，故元素周期表第3周期中，第一电离能比P小的非金属元素是Si和S；

（3）N、P、As同主族，PH3和AsH3结构相似，相对分子质量越大，分子间作用力越强，沸点越高，因此AsH3的沸点高于PH3；NH3之间存在氢键，因此三者之中NH3的沸点最高，因此，

三种元素最简单氢化物沸点由低到高的顺序为PH3<AsH3<NH3；

（4）根据直链多磷酸钠的阴离子的无极单链状结构，其中磷氧四面体通过共有顶角氧原子相连，磷的成键电子对有4对，则P原子的杂化方式为sp3杂化；P、O原子个数比为1：3。根据化合价代数和为0可知，该物质中P、O、Na原子个数比为1：3：1。所以，该多磷酸钠的化学式为NaPO3。

（5）晶体中P原子位于中心,含有一个磷原子,立方体每个面心含一个Cu,每个Cu分摊给一个晶胞的占,立方体顶角Sn分摊给每个晶胞的原子为,据此得到化学式;
②晶体中距离Sn原子最近Cu的原子在每个面心上;
③设立方体边长为x,铜原子间最近距离为a,则a2=+a=x,结合密度=,,V=x3,1个晶胞质量m=g，计算x得到铜原子间最近距离。

详解:(1)Cu元素为29号元素,原子核外有29个电子,所以核外电子排布式为: 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1；

因此，本题正确答案是: 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1；
(2) 同一周期自左向右第一电离能有增大趋势，但磷元素3P轨道为半充满结构，较稳定，第VA族第一电离能大于其相邻元素，P元素的第一电离能比S元素的第一电离能要略大，故元素周期表第3周期中，第一电离能比P小的非金属元素是Si和S；

（3）N、P、As同主族，PH3和AsH3结构相似，相对分子质量越大，分子间作用力越强，沸点越高，因此AsH3的沸点高于PH3；NH3之间存在氢键，因此三者之中NH3的沸点最高，因此，

三种元素最简单氢化物沸点由低到高的顺序为PH3<AsH3<NH3；

（4）根据直链多磷酸钠的阴离子的无极单链状结构，其中磷氧四面体通过共有顶角氧原子相连，磷的成键电子对有4对，则P原子的杂化方式为sp3杂化；P、O原子个数比为1：3。根据化合价代数和为0可知，该物质中P、O、Na原子个数比为1：3：1。所以，该多磷酸钠的化学式为NaPO3。
故答案为：NaPO3；
(5)①根据晶胞结构图，晶体中P原子位于中心,含有一个磷原子,立方体每个面心含一个Cu,每个Cu分摊给一个晶胞的占,立方体顶角Sn分摊给每个晶胞的原子为,据此得到化学式SnCu3P,因此，本题正确答案是: SnCu3P；
②该晶体中距离Sn原子最近的Cu原子有12个；因此，本题正确答案是:12;③摩尔质量=342g/mol,则一个晶胞质量g,设立方体边长为x,铜原子间最近距离为a,则a2=+a=x，结合密度=，V=x3==cm3，x=cm，a=x=cm=1010pm,
因此，本题正确答案是:1010 。