Question

【题目】ⅤA族的某些单质及其化合物常用于制作太阳能电池、半导体材料等。

(1)基态时砷原子核外的电子排布式为____________。

(2)硒、溴与砷同周期,三种元素的第一电离能从大到小顺序为____________(用元素符号表示)。

(3)气态SeO3分子的立体结构为____________,与SeO3互为等电子体的一种离子为____________(填化学式)。

(4)硼元素具有缺电子性,因而其化合物往往具有加和性。

①硼酸(H3BO3)是一元弱酸,写出硼酸在水溶液中的电离方程式____________。

②硼酸(H3BO3)是一种具有片层结构的白色晶体,层内的H3BO3分子间通过氢键相连(如图1)。含1 mol H3BO3的晶体中有____________mol氢键,____________molσ键。H3BO3中B的原子杂化类型为____________。

(5)硅的某种单质的晶胞如图2所示。若该硅晶体的密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数值为NA,则晶体中最近的两个硅原子之间的距离为________cm(用代数式表示即可)

Answer 1

【答案】(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3(或[Ar]3d104s24p3)

(2)Br>As>Se

(3)平面三角形 C或N

(4)①H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+

②3 6 sp2

(5)·

【解析】(1)砷是33号元素,根据原子核外电子排布规律可以写出电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3(或[Ar]3d104s24p3)。

(2)As、Se、Br属于同一周期且原子序数逐渐增大,这三种元素依次属于第ⅤA族、第ⅥA族、第ⅦA族,第ⅤA族元素大于其相邻元素的第一电离能,所以3种元素的第一电离能从大到小顺序为Br>As>Se。

(3)气态SeO3分子中中心原子的价层电子对数为=3,无孤电子对,所以分子构型为平面三角形,又因为等电子体要求原子总数相同,价电子总数相同,所以与SeO3互为等电子体的一种离子为C或N。

(4)①硼酸为一元弱酸,在水溶液里电离出阴阳离子,其电离方程式为H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+;

②根据1个硼酸分子能形成3个氢键,1个硼酸分子能形成6个σ键,则1 mol H3BO3的晶体中氢键物质的量是3 mol,σ键是6 mol;

根据图知,硼酸(H3BO3)中每个硼原子连接3个氧原子且不含孤电子对,据此确定硼原子杂化方式为sp2。

(5)该晶胞中Si个数=8×+6×+4=8,故晶胞质量为g=g,硅晶体的密度为ρg·cm-3,则晶胞棱长=cm,则晶胞体对角线长度为·cm,故最近的两个硅原子之间的距离为·cm×=·cm。