Question

【题目】黑磷是磷的一种稳定的同素异形体，黑磷具有正交晶系的晶体结构（图A），晶胞参数a＝3.310A，b＝4.380A。，c＝10.500A。。黑磷烯是二维的单层黑磷（图B），黑磷烯与石墨烯结构相似，P的配位数为3。与石墨烯相比，黑磷烯具有半导体性质，更适合于制作电子器件。已知黑磷结构中只有一种等效的三配位 P，所有P原子的成键环境一样，图 A中编 号为①的 P原子的晶胞内坐标为（0．500，0．090，0．598）。请回答下列问题：

（1）写出基态P原子的价电子排布图： __________。

（2）P和 F的电负性大小顺序是 x（P）______x（F）。（填 “＜” “ ＝” 或 “ ＞” ）P和 F形成的分子 PF3和PF5，它们的几何构型分别为__________、__________。

（3）①黑磷中 P原子杂化类型是__________。黑磷中不存在__________（选填字母序号）。

A 共价键 B σ键 C π键 D 范德华力

②红磷、白磷与黑磷熔点从高到低的顺序为__________，原因是___________。

（4）图 A中编号为②的 P原子的晶胞内坐标为_______，黑磷的晶胞中含有________个 P原子。

Answer 1

【答案】 < 三角锥 三角双锥 sp3 C 黑磷>红磷>白磷 黑磷相当于石墨，属于混合晶体；红磷和白磷都是分子晶体，红磷是大分子，白磷是小分子，分子量越大，范德华力越大，熔沸点越高 （0.500,-0.090,0.402） 8

【解析】

(1)基态P原子核外有15个电子，排布式为1s22s22p63s23p3，其价电子排布图为：，故答案为：；

(2)原子半径P>F，则电负性P<F，P和F形成的分子PF3和PF5，PF3价电子对数=，含有1对孤对电子，几何构型为三角锥形，PF5的价电子对数=，不含有孤对电子，其几何构型为三角双锥形，故答案为：<；三角锥形；三角双锥形；

(3)①已知黑磷结构中只有一种等效的三配位P，所有P原子的成键环境一样，P的配位数为3，则价电子对数= ，其杂化方式为sp3，黑磷中P和P原子之间的作用力为σ键，层与层之间存在着范德华力，晶体中不存在π键，故答案为：sp3；C；

②黑磷相当于石墨，属于混合晶体；红磷和白磷都是分子晶体，红磷是大分子，白磷是小分子，分子量越大，范德华力越大，熔沸点越高，所以熔点：黑磷>红磷>白磷，故答案为：黑磷>红磷>白磷；黑磷相当于石墨，属于混合晶体；红磷和白磷都是分子晶体，红磷是大分子，白磷是小分子，分子量越大，范德华力越大，熔沸点越高；

(4)结合图B可知，图A中编号为②的P原子位于同一坐标轴a，关于坐标轴b对称，且位于坐标轴c的值为1-0.598=0.402，该P原子在晶胞内的坐标为（0.500，-0.090，0.402），该晶胞中第一层含有P原子1+1=2个；第二层含有P原子1+1+1+1=4个；第三层含有P原子1+1=2个，共8个P原子，故答案为：（0.500，-0.090，0.402）；8。