Question

【题目】我们利用物质的结构与性质对周期表进行研究，有助于我们更好地掌握同类知识。

（1）基态砷原子中，价电子占用__个原子轨道；雌黄分子式为As2S3，分子结构如图，则砷原子的杂化方式为__。

（2）向CuSO4溶液中加入少量氨水生成蓝色沉淀，继续加入过量氨水沉淀溶解，得到深蓝色透明溶液，最后向该溶液中加入一定量乙醇，析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体；该晶体所含的非金属元素中，N、O、S第一电离能由大到小的顺序是__(填元素符号)，SO42-的空间构型为__，晶体中含有的化学键有__。加入乙醇后析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体的原因是__。

（3）常温下PCl5是一种白色晶体，其立方晶系晶体结构模型如图所示，由A、B两种微粒构成。将其加热至148℃熔化，形成一种能导电的熔体。已知A微粒与CCl4具有相同的空间构型和相似的化学键特征，则A为__，B为__。

（4）磷化硼(BP)是一种超硬耐磨涂层材料，如图为其立方晶胞。已知晶体中最近的硼原子和磷原子核间距为xcm，磷化硼的摩尔质量为bg·mol-1，阿伏加德罗常数为NA，则磷化硼晶体密度的表达式为__g·cm-3。

Answer 1

【答案】4 sp3杂化 N>O>S 正四面体 离子键、共价键和配位键 乙醇分子极性比水分子极性弱，加入乙醇降低溶剂的极性，从而减小溶质的溶解度 PCl4+ PCl6-

【解析】

(1)基态砷原子中，4p轨道的3个电子要分占不同的轨道并且自旋状态相同；由雌黄分子结构示意图可知，每个砷原子与3个硫原子形成3个σ键，由于其价电子数是5个，所以该分子中砷原子有1个孤电子对，根据价层电子对互斥理论，中心原子的价电子对数为4；

（2）一般非金属性越强的元素的第一电离能也越大；SO42-的价层电子对数为4，孤对电子数为0，空间构型为正四面体；[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体是一种配合物，其内界中心原子铜离子和配体氨分子之间形成配位键，氨分子内有极性键，外界硫酸根与内界之间形成离子键；加入乙醇后析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体的原因是乙醇分子极性比水分子极性弱，加入乙醇降低溶剂的极性；

(3)A微粒与CCl4具有相同的空间构型和相似的化学键特征，所以A与四氯化碳是等电子体，则A为PCl4+，由质量守恒和电荷守恒可知B为PCl6—；

（4）由分摊法计算可得。

(1)基态砷原子中，价电子排布式为4s24p3，根据洪特规则，4p轨道的3个电子要分占不同的轨道并且自旋状态相同，所以其价电子共占用4个原子轨道；由雌黄分子结构示意图可知，每个砷原子与3个硫原子形成3个σ键，由于其价电子数是5个，所以该分子中砷原子有1个孤电子对，根据价层电子对互斥理论，中心原子的价电子对数为4，所以中心原子的杂化方式为sp3杂化，故答案为：4；sp3杂化；

（2）一般非金属性越强的元素的第一电离能也越大，但是每个周期的ⅡA(s轨道全满)和ⅤA族(p轨道半充满)元素因其原子结构的特殊性，其第一电离能高于相邻元素，所以N、O、S第一电离能由大到小的顺序是N>O>S；SO42-的价层电子对数为4，孤对电子数为0，空间构型为正四面体；[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体是一种配合物，其内界中心原子铜离子和配体氨分子之间形成配位键，氨分子内有极性键，外界硫酸根与内界之间形成离子键；加入乙醇后析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体的原因是乙醇分子极性比水分子极性弱，加入乙醇降低溶剂的极性，从而减小溶质的溶解度，故答案为：N>O>S；正四面；离子键、共价键和配位键；乙醇分子极性比水分子极性弱，加入乙醇降低溶剂的极性，从而减小溶质的溶解度；

(3)A微粒与CCl4具有相同的空间构型和相似的化学键特征，所以A与四氯化碳是等电子体，则A为PCl4+，由质量守恒和电荷守恒可知B为PCl6—，故答案为：PCl4+；PCl6-；

(4)该晶胞中含有4个硼原子和4个磷原子。如果把晶胞分成8个相同的小立方，则硼原子恰好可以位于其中4个小立方的体心，设晶胞的边长为2a，晶体中最近的硼原子和磷原子核间距为x cm，则x＝acm，所以a＝x，1 mol该晶胞的体积为NA(2a)3＝NA( cm)3，磷化硼的摩尔质量为b g·mol－1，则1 mol该晶胞中含BP 4 mol，其质量为4b g，所以磷化硼晶体密度的表达式为g·cm－3，故答案为：。