题目内容

【题目】含氮、磷化合物在生活和生产中有许多重要用途,如:(CH3)3N、磷化硼(BP)、磷青铜(Cu3SnP)等。

回答下列问题:

(1)锡(Sn)是第五周期ⅣA元素。基态锡原子的价电子排布式为_________,据此推测,锡的最高正价是_________ 。

(2)与P同周期的主族元素中,电负性比P小的元素有____种,第一电离能比P大有____种。

(3)PH3分子的空间构型为___________。PH3的键角小于NH3的原因是__________。

(4)化合物(CH3)3N能溶于水,试解析其原因____________。

(5)磷化硼是一种耐磨涂料,它可用作金属的表面保护层。磷化硼晶体晶胞如图所示:

①在一个晶胞中磷原子空间堆积方式为________,磷原子的配位数为________。

②已知晶胞边长a pm,阿伏加德罗常数为NA。则磷化硼晶体的密度为______ g/cm3。

③磷化硼晶胞沿着体对角线方向的投影如图,请将表示B原子的圆圈涂黑________。

【答案】5s25p2 +4 4 1 三角锥形 电负性N>P,成键电子对离中心原子越近,成键电子对之间的排斥力越大,键角变大 (CH3)3N为极性分子且可与水分子间形成氢键 面心立方最密堆积 4

【解析】

(1)第ⅣA元素价电子排布为5s25p2,最多失去4个电子;

(2)同主族元素,随着原子序数增大,电负性减小,第一电离能减小;

(3)根据VSEPR理论判断PH3的空间构型,根据P和N电负性不同分析PH3和NH3键角差异;

(4)化合物(CH3)3N能溶于水,考虑N与水中H形成分子间氢键,增大溶解度;

(5)①实心球为磷原子,根据晶胞结构分析,P做面心立方最密堆积,从上底面面心的P分析,周围等距且最近的B原子有4个;

②根据晶体密度ρ=计算;

③根据晶胞结构分析,立方磷化硼晶胞沿着体对角线方向可以观察到六边形,中心B与P重合,六边形中形成两个倒立关系的正三角形,分别由3个B或者3个P形成。

(1)锡(Sn)是第五周期ⅣA元素,第ⅣA元素价电子排布为5s25p2,最多失去4个电子,所以锡的最高正价是+4价;

(2)同主族元素,随着原子序数增大,元素的电负性逐渐减小,与P同周期的主族元素有N,As,Sb,Bi,Mc,比P电负性小的有As,Sb,Bi,Mc,共有4个;随着原子序数增大,元素的第一电离能逐渐减小,则第一电离能比P大的只有N元素一种;

(3) 根据VSEPR理论,对于PH3,价电子对数数为3+,VSEPR模型为正四面体,由于一对孤电子对占据四面体的一个顶点,所以PH3的空间构型为三角锥形;由于电负性N>P,键合电子对偏向N,成键电子对间斥力增大,键角增大,所以PH3的键角小于NH3;

(4)化合物(CH3)3N能溶于水,是因为N与水中H形成分子间氢键,增大了溶解度,(CH3)3N本身也为极性分子,极性分子构成的物质容易溶于由极性分子构成的物质中;

(5)①实心球为磷原子,根据晶胞结构分析,P原子作面心立方最密堆积,从上底面面心的P原子分析,周围等距且最近的B原子有4个;

②1个晶胞中,含有P原子数目为8×个,含有B原子数目为4个,假设取NA个这样的晶胞,1mol晶胞的质量为m=42×4g,所以晶体密度为ρ=g/cm3;

③根据晶胞结构分析,立方磷化硼晶胞沿着体对角线方向可以观察到六边形,中心B与P重合,六边形中形成两个倒立关系的正三角形,分别由3个B原子或者3个P原子形成,所以画图为:或。

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