Question

砷(As)在地壳中含量不大,但砷的化合物却是丰富多彩。
（1）砷的基态原子的电子排布式为             。
（2）目前市售的发光二极管，其材质以砷化镓(GaAs)为主。Ga和As相比,电负性较大的是         ,GaAs中Ga的化合价为            。
（3）AsH₃是无色稍有大蒜气味的气体，在AsH₃中As原子的杂化轨道类型为      ；
AsH₃的沸点高于PH₃，其主要原因为               。
（4）Na₃AsO₄可作杀虫剂。AsO₄^3-的立体构型为       ，与其互为等电子体的分子的化学式为           (任写一种)。
（5）H₃AsO₄和H₃AsO₃是砷的两种含氧酸,请根据结构与性质的关系，解释H₃AsO₄比H₃AsO₃酸性强的原因                                   。
（6）磷与砷同主族，磷的一种单质白磷（P₄)属于分子晶体，其晶胞如图。已知最近的两个白磷分子间距离为 a pm，阿伏加德罗常数的值为N_A，则该晶体的密度为______g/cm³(只要求列算式，不必计算）。

Answer 1

（1）1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³  (2分)
（2） As  (1分)    +3 (1分)
（3）sp³杂化(1分)
AsH₃的相对分子质量比PH₃的大，分子间作用力大，因而AsH₃的沸点比PH₃高。(2分，相对分子质量大和分子间作用力大两个给分点各1分。)
（4）正四面体(2分)   CF₄  SiF₄ CCl₄  SiCl₄等(2分)
（5）H₃AsO₄和H₃AsO₃可表示为（HO）₃AsO和（HO）₃As，H₃AsO₃中的As为+3价，而H₃AsO₄中的As为+5价，正电性更高，导致As-O-H中的O的电子更向As偏移，越易电离出H⁺。(2分)
（6）或   (2分，其他合理答案也可给分)

试题分析：（1）As是33号元素，基态原子核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³。
（2）As、Ga在同一周期，同周期元素电负性自左向右逐渐增大，As在Ga的右面，As的电负性大。As的负化合价为-3，因此Ga的化合价为+3。
（3）AsH₃与NH₃结构相似，因此AsH₃中As的杂化方式为sp³。AsH₃、PH₃属于分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高。
（4）根据AB_n型分子构型判断方法，AsO₄^3-的电子对有(5+3)/2=4对，中心原子sp³杂化，因此空间构型为正四面体构型。
5核32电子的分子有CF₄  SiF₄ CCl₄  SiCl₄等。
（5）酸性强弱主要看是否容易电离出H⁺，因此分析出H₃AsO₄易电离出H⁺的原因即可。
（6）每一个晶胞中含有的白磷分子数为个，晶胞的棱长为，每个晶胞的质量为，因此晶胞的密度为。