Question

VA族的氮、磷、砷（As）等元素的化合物在科研和生产中有许多重要用途，请回答下列问题．
（1）砷的基态原子的电子排布式为

 

．
（2）N、P、As原子的第一电离能由大到小的顺序为

 

．
（3）NH₃的沸点比PH₃高，原因是

 

；PO₄^3-离子的立体构型为

 

．
（4）PH₃分子中P原子采用

 

 杂化．
（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）CuCl₂与氨水反应可形成配合物[Cu（NH₃）₄]Cl₂，1mol该配合物中含有σ键的数目为

 

．

Answer 1

分析：（1）根据砷在元素周期表中的位置及构造原理写出As基态原子的电子排布式；
（2）元素的非金属性越强，其得电子能力越强，失电子能力越弱，则第一电离能越大；
（3）NH₃分子间存在氢键，PO₄^3-离子的立体构型可由价层电子对互斥理论计算求得；
（4）求出PH₃中心原子的价层电子对数，即可根据夹层电子对数与杂化类型的对应关系得出答案；
（5）两种含氧酸即可改写为（HO）_mRO_n，n越大，R正电性越大酸性越强；
（6）配合物[Cu（NH₃）₄]Cl₂中，配位键也是σ键，据此计算出1mol该配合物中含有σ键的数目．

解答：解：（1）砷位于元素周期表的第四周期第VA族，外围电子排布为4s²4p³，把前面的核外电子补齐后得砷基态电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³；
（2）同一主族元素中，元素的金属性随着原子序数的增大而增强，失电子能力增强，也就是越容易失电子，电离能越小，则第一电离能随着原子序数的增大而减小，所以这几种元素第一电离能大小顺序是N＞P＞As，
故答案为：N＞P＞As；
（3）PH₃分子间存在范德华力，NH₃分子间除存在范德华力之外还存在比范德华力更强的氢键，故NH₃的沸点比PH₃高；PO₄^3-中心原子为P，其中σ键电子对数为4，中心原子孤电子对数为

1

2

（5+3-4×2）=0，PO₄^3-价层电子对对数为4+0=4，故PO₄^3-的立体构型为正四面体，
故答案为：NH₃分子间存在较强的氢键，而PH₃分子间仅有较弱的范德华力；正四面体；
（4）PH₃中心原子P的价层电子对数为：3+

1

2

（5-3×1）=4，PH₃分子中P原子采用sp³杂化，
故答案为：sp³杂化；
（5）两种含氧酸即可改写为（HO）_mRO_n），H₃AsO₄可表示为：（HO）₃AsO，H₃AsO₃可表示为：（HO）₃As，H₃AsO₄中n值大正电性强，导致As-O-H中O的电子更向As偏移，更易电离出H⁺，所以H₃AsO₄比H₃AsO₃酸性强，
故答案为：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O的电子更向As偏移，更易电离出H⁺；
（6）1mol配合物[Cu（NH₃）₄]Cl₂中，1mol氨气中含有3molσ键，总共含有σ键的物质的量为：3mol×4=12mol，1mol该配合物中含有4mol配位键，所以含有的σ键的物质的量为：12mol+4mol=16mol，或者16×6.02×10²³个，
故答案为：16mol或16×6.02×10²³个．

点评：本题考查较综合，涉及原子杂化方式的判断、离子空间构型的判断、氢键等知识点，根据价层电子对互斥理论确定原子杂化方式及空间构型，注意配合物[Cu（NH₃）₄]Cl₂中，配位键也是σ键，为易错点．