题目内容

19.氮、磷、砷是原子序数依次增大的第VA族元素,它们的化合物有着独特的性质和重要用途.
(1)基态砷原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p3.氮、磷、砷的第一电离能顺序为N>P>As(填元素符号).
(2)已知N2O为直线形结构,结构式为N=N=O.则N2O是极性(填“极性”或“非极性”)分子.中间的氮原子杂化轨道类型为sp杂化.
(3)已知下列数据:
物质熔点/℃沸点/℃分解温度/℃
NH3195.3239.7107.3
PH3139.2185.4713.2
NH3的熔、沸点均高于PH3的原因是氨分子之间能形成氢键;PH3的分解温度高于其沸点,其原因是PH3分解需要破坏P-H键,PH3气化需要破坏分子间作用力,而化学键比分子间作用力强得多.
(4)根据价层电子对互斥理论,氨分子中的键角<(填“>”“<”或“=”)109°28°;PO43-离子的空间构型为正四面体.
(5)磷化铝的结构与金刚石相似,其结构单元如图所示:经过计算,该晶体的化学式是AlP.

分析 (1)As为35号元素,据此书写基态核外电子排布式;同主族第一电离能顺序逐渐减小;
(2)N2O的分子结构不对称,正负电荷的中心不重合,所以是极性分子;N2O与CO2互为等电子体,中间氮原子是中心原子,其杂化类型与C相同,都是sp杂化;
(3)氨分子间形成氢键,所以熔沸点较高;PH3熔化或气化时所需克服的微粒间作用力,与其分解时所需克服的微粒间作用力是不相同的;
(4)孤对电子对σ键的排斥力>σ键和σ键的排斥力,据此解答;计算出PO43-离子的中心原子的价层电子对数判断即可;
(5)依据均摊法计算晶胞中各种原子的个数,确定化学式.

解答 解:(1)As为35号元素,其基态原子的核外电子排布式为:[Ar]3d104s24p3,同主族第一电离能顺序随着原子序数的递增而逐渐减小,故第一电离能:N>P>As,故答案为:[Ar]3d104s24p3;N、P、As;
(2)N2O的结构式为N=N=O,由于它的分子结构不对称,正负电荷的中心不重合,所以是极性分子,N2O为直线形分子,且与CO2互为等电子体,中间氮原子是中心原子,其杂化类型与C相同,都是sp杂化,故答案为:极性;sp;
(3)由于NH3分子之间存在氢键,所以NH3的沸点高于PH3,PH3分解需要破坏P-H键,PH3气化需要破坏分子间作用力,而化学键比分子间作用力强得多,故答案为:NH3分子之间存在氢键;PH3分解需要破坏P-H键,PH3气化需要破坏分子间作用力,而化学键比分子间作用力强得多;
(4)氨气分子中存在1对孤电子对,孤对电子对σ键的排斥力>σ键和σ键的排斥力,所以氨分子中的键角小于109°28′,PO43-离子的中心原子的价层电子对数为$\frac{5+3}{2}$=4对,配位原子有4个,所以是正四面体结构,故答案为:<; 正四面体;
(5)据图所知:每个结构单元中含有4个黑球,8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4个白球,故晶胞中磷原子与铝原子的个数比为1:1,所以晶体的化学式为AlP,故答案为:AlP.

点评 本题主要考查的是基态原子核外电子排布式、晶胞的计算、杂化类型的判断、氢键等知识,综合性较强,有一定难度.

练习册系列答案
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