Question

12．氮、磷、砷为同主族元素，回答下列问题：
（1）基态As原子的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³．
（2）镓氮砷合金材料的太阳能电池效率达40%，这3种元素的电负性由大至小的顺序是N＞As＞Ga  （用元素符号表示）
（3）As₄O₆的分子结构如图1所示，其中As原子的杂化方式为sp³，1mol As₄0₆含有σ键的物质的量为12mol．

（4）该族氢化物RH₃（NH₃、PH₃、AsH₃）的某种性质随R的核电荷数的变化趋势如图2所示．则Y轴可表示的氢化物（RH₃）性质可能是AC．
A．稳定性     B．沸点     C．R-H键能   D．分子间作用力
（5）AsH₃的沸点（-62.5℃）比NH₃的沸点（-33.5℃）低，原因是NH₃分子间能形成氢键，而As的原子半径比N的大，电负性比N的小，AsH₃分子间不能形成氢键
（6）NH₄⁺中的H-N-H的键角比 NH₃中的H-N-H的键角大（填”大”或”小”），原因是NH₄⁺中的氮原子上均为成键电子，而NH₃分子中的氮原子上有一对孤对电子，孤对电子和成键电子之间的排斥力强于成键电子和成键电子之间的排斥力
多余横线．

Answer 1

分析 （1）根据基态电子排布式的书写方法来回答；
（2）周期元素从左到右电负性逐渐增大，半径越小电负性越大；
（3）As₄O₆的分子中As原子形成3个As-O键，含有1对孤对电子，杂化轨道数目为4；1个As₄0₆分子中含有σ键数目为12个，据此进行分析；
（4）A．非金属性越强，氢化物的稳定性越强；
B．由于氨气分子间存在氢键，因此氨气的沸点最高，AsH₃的相对分子质量大于PH₃，AsH₃沸点较高；
C．非金属性越强与氢元素形成的共价键越强，键能越大；
D．三种氢化物生成的晶体均是分子晶体，分子间作用力随相对分子质量的增加而增大；
（5）从是否形成氢键的角度分析；
（6）NH₄⁺中的氮原子上均为成键电子，而NH₃分子中的氮原子上有一对孤对电子，孤对电子和成键电子之间的排斥力强于成键电子和成键电子之间的排斥力．

解答 解：（1）根据基态电子排布规律，As原子的基态电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³；
（2）同周期元素从左到右电负性逐渐增大，则电负性：As＞Ga，N原子半径比As和Ga 都小，电负性较大，故这3种元素的电负性由大至小的顺序是N＞As＞Ga，
故答案为：N＞As＞Ga；
（3）As₄O₆的分子中As原子形成3个As-O键，含有1对孤对电子，杂化轨道数目为4，杂化类型为sp³杂化；1个As₄0₆分子中含有σ键数目为12个，故1mol As₄0₆含有σ键的物质的量为12mol，
故答案为：sp³；12mol；
（4）A．N、P、As位于周期表同一主族，从上到下排列，根据元素周期律可知，非金属性越强，氢化物的稳定性越强，因此三种氢化物的稳定性逐渐降低，故A正确；
B．由于氨气分子间存在氢键，因此氨气的沸点最高，AsH₃的相对分子质量大于PH₃，AsH₃沸点较高，故B错误；
C．非金属性越强与氢元素形成的共价键越强，键能越大，因此R-H键能随原子序数的增大而减小，故C正确；
D．三种氢化物生成的晶体均是分子晶体，分子间作用力随相对分子质量的增加而增大，故D错误；
故答案为：AC；
（5）N原子半径较小，电负性较大，对应的NH₃分子间能形成氢键，沸点较高，而As电负性小，半径大，分子间不能形成氢键，沸点较低，
故答案为：NH₃分子间能形成氢键，而As的原子半径比N的大，电负性比N的小，AsH₃分子间不能形成氢键；
（6）NH₄⁺中的氮原子上均为成键电子，而NH₃分子中的氮原子上有一对孤对电子，孤对电子和成键电子之间的排斥力强于成键电子和成键电子之间的排斥力，故NH₄⁺中H-N-H的键角比NH₃中H-N-H的键角大，
故答案为：大；NH₄⁺中的氮原子上均为成键电子，而NH₃分子中的氮原子上有一对孤对电子，孤对电子和成键电子之间的排斥力强于成键电子和成键电子之间的排斥力．

点评 本题考查了元素周期律的递变规律、分子空间构型以及杂化类型的判断、电子排布式以及氢键等知识，题目难度较大，注意相关基础的把握和方法的积累．