Question

【题目】砷（As）在地壳中含量不高，但砷的化合物却是丰富多彩。回答下列问题：

（1）砷的基态原子简化电子排布式为__________________；第一电离能：砷______硒（填“＞”或“＜”）

（2）目前市售发光二极管材质以砷化镓（CaAs）为主。Ga和As相比，电负性较大的是____________，CaAs中Ga元素的化合价为____________。

（3）AsH3是无色、稍有大蒜味气体。AsH3空间构型为____________。AsH3的沸点高于PH3，低于NH3，其原因是_________________________________。

（4）Na3AsO4可作杀虫剂。 AsO43 中As原子杂化轨道类型为__________。与AsO43互为等电子体 分子和离子各填一种___________、__________。

（5）H3AsO4和H3AsO3是砷的两种含氧酸，根据物质结构与性质的关系，解释H3AsO4比H3AsO3酸性强的原因 _____________________________________________________。

（6）磷和砷同主族。磷的一种单质白磷（P4）属于分子晶体，其晶胞结构如图所示。若其晶胞边长为a pm，则白磷的密度为_______________g·cm-3（列出计算式即可）。

1个 代表一个白磷分子

Answer 1

【答案】 [Ar]3d104s24p3 ＞ As +3 三角锥形 AsH3的相对分子质量比PH3的大，分子间作用力大，NH3分子间

形成氢键， 因而AsH3的沸点比PH3高，比NH3低 sp3 SO42 CCl4 H3AsO4和H3AsO3可表示为(HO)3AsO和(HO)3As，H3AsO3中的As为+3价，而H3AsO4中非羟基氧较多、As为+5价，正电性更高，导致As-O-H中的O的电子更向As偏

移，越易电离出H+

【解析】

As是33号元素，其原子核外有33个电子，根据构造原理书写其基态原子核外价电子排布式；同周期电离能第ⅤA族＞第ⅥA族，据此分析解答；同周期随原子序数递增电负性增大；根据化合价代数和为0计算；利用价层电子对互斥模型判断分子的空间构型和杂化方式；对于组成和结构相似的物质分子间作用力和其相对分子质量成正比，含有氢键的物质熔沸点异常高；根据价层电子对互斥理论确定杂化类型，价层电子对个数=σ键+孤电子对个数，孤电子对个数=（axb）/2，a为中心原子的价电子数，x为与中心原子结合的原子个数，b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数；根据等电子体是指具有相同价电子数目和原子数目的分子或离子来回答；非羟基氧越多、As化合价越高则酸性越强；根据均摊法计算晶胞中白磷分子数目，计算晶胞的质量、晶胞的体积，根据ρ=计算晶胞密度。

（1）As的原子序数为33，最外层有5个电子，由构造原理可知核外电子排布为[Ar]3d104s24p3；砷在第四周期第ⅤA族，硒在第四周期第ⅥA族，同周期电离能第ⅤA族＞第ⅥA族，所以砷大于硒，故第一电离能：As>Se，

故答案为：[Ar]3d104s24p3 ；＞；

(2）同周期随原子序数递增电负性增大，Ga和As同周期，As的原子序数较大，故电负性较大的是As；As处于ⅤA族，电负性较大，表现-3价，故Ga为+3价，

故答案为：As； +3 ；

（3）AsH3中含有3个键和1个孤电子对，为三角锥形；AsH3的相对分子质量比PH3的大，分子间作用力大，NH3分子间形成氢键，因而AsH3的沸点比PH3高，比NH3低；

故答案为：三角锥形 ；AsH3的相对分子质量比PH3的大，分子间作用力大，NH3分子间形成氢键， 因而AsH3的沸点比PH3高，比NH3低；

（4）AsO43-中含有的孤电子对数是0，中心原子有4个共价键，所以其杂化类型为sp3；等电子体是指具有相同价电子数目和原子数目的分子或离子，与AsO43互为等电子体的分子和离子分别为SO42- 、CCl4，

故答案为：sp3 ；SO42-、CCl4；

（5）H3AsO4和H3AsO3可表示为(HO)3AsO和(HO)3As，H3AsO3中的As为+3价，而H3AsO4中非羟基氧较多、As为+5价，正电性更高，导致As-O-H中的O的电子更向As偏移，越易电离出H+，

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中非羟基氧较多、As为+5价，正电性更高，导致As-O-H中的O的电子更向As偏移，越易电离出H+。

（6）由晶胞结构可以知道，晶胞中白磷分子数目=8×+6×=4，则晶胞的质量m=g，晶胞边长为apm，则晶胞的体积为V=(a×10-10)3cm3，故晶胞的密度为ρ===g·cm-3，

故答案为：。