Question

【题目】磷及其化合物与人们的健康和生产生活密切相关。请回答下列问题：

(1)基态磷原子价电子轨道表示式为___________，其第一电离能比硫的___________(填“大”或“小”)。

(2).羟基磷灰石[Ca(PO4)3OH]是牙齿中的重要矿物质，其中羟基(-OH)中氧原子的杂化方式为___________，PO43-的空间构型为___________，该化合物所含元素电负性最大的是___________。

(3)P4O6的分子结构中只含有单键，且每个原子的最外层都满足8电子结构，则该分子中含有的共价键数目是___________。

(4)磷酸和亚磷酸(H3PO3)是磷元素的两种含氧酸。亚磷酸与NaOH反应只生成NaHPO3和NaH2PO3两种盐，则H3PO3的结构式为___________，其为___________元酸，原因是___________。

(5)磷酸分子间脱水可生成多磷酸，其某一钙盐的结构如下图所示：

由图推知该多磷酸钙盐的通式为___________。

(6)磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料，晶胞如下图所示，其密度为ρg/cm3，设NA是阿伏加德罗常数的值，则磷原子的配位数为___________，晶胞参数为___________pm。

Answer 1

【答案】 大 sp3 正四面体形 O(或氧元素) 12 二 一个H3PO3分子中只有两个羟基，含氧酸羟基上的氢易电离 (CaP2O6)n 4 ×1010

【解析】

(1)根据P原子核外电子排布式确定其价层电子的轨道表示式；结合原子核外电子排布确定P与S第一电离能的大小；

(2)根据-OH中氧原子的价层电子对数判断氧原子杂化方式；根据价层电子对互斥理论确定其空间构型，根据元素的非金属性越强，元素的的电负性越大分析；

(3)根据P4O6中每个原子的最外层都满足8电子稳定结构，结合分子中各种元素的原子结构、原子个数分析；

(4)只有-OH中的H能电离，可以与碱反应，根据酸反应产生盐的种类数目确定-OH个数，进而得到酸的元数，结合P最外层电子数及形成微粒的稳定性判断其结构；

(5)根据多磷酸钙的结构简式分析其结构；

(6)根据白色球与周围最近的4个黑色球形成正四面体，确定配位数；用均摊法计算晶胞中各原子数目，来确定晶胞质量，再根据晶体密度=晶胞质量÷晶胞体积，晶胞体积等于边长的立方，计算晶胞参数。

(1) P是15号元素，原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p3，其价电子排布式为3s23p3，所以基态磷原子价电子轨道表示式为；由于其最外层的3p能级电子处于半充满的稳定状态，所以失去一个电子比16号元素S难，需要的能量高，故其第一电离能比硫的大；

(2)-OH中氧原子的价层电子对数为，所以氧原子按sp3方式杂化；PO43-中P原子价层电子对数=4+，没有孤电子对，故PO43-为正四面体结构；根据元素的非金属性越强，元素的的电负性越大， Ca、P、O、H四种元素中O的非金属性最强，O元素的的电负性最大；

(3)P原子最外层有5个电子，能够与3个O原子形成3对共用电子对，O原子最外层有6个电子，可以与2个P原子形成2对共用电子对，要使分子中每个原子都达到8电子稳定结构，其结构式为，可见分子中含有的共价键为12个；

(4)亚磷酸与NaOH溶液发生酸碱中和反应只生成NaHPO3和NaH2PO3两种盐，羟基H原子能电离产生H+，说明H3PO3分子中含有2个-OH，它属于二元酸，由于P最外层有5个电子，则的结构式为；

(5)由图推知该多磷酸钙盐最小的重复单元是CaP2O6，所以该多磷酸钙盐的通式为(CaP2O6)n；

(6)根据晶体结构可知每个B原子被四个距离相等且最近的P原子包围，每个P原子被四个距离相等且最近的B原子包围，所以P原子的配位数是4；在一个晶胞中含有的P原子数目：，在一个晶胞中含有的B原子数目：4×1=4，即1个晶胞中含有4个BP，晶胞的质量是m=g，由于晶胞密度为ρg/cm3，所以晶胞的体积为cm3，所以晶胞参数为cm=×1010pm。