Question

VA族的氮、磷、砷（As）等元素在化合物中常表现出多种氧化态，含VA族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途．请回答下列问题：
（1）白磷单质的中P原子采用的轨道杂化方式是

 

；
（2）原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，N、P、As原子的第一电离能由大到小的顺序为

 

；
（3）As原子序数为

 

，其核外M、N层电子的排布式为

 

；
（4）NH₃的沸点比PH₃

 

（填“高”或“低”），原因是

 

．PO₄^3-离子的立体构型为

 

；
（5）H₃PO₄的K₁、K₂、K₃分别为7.6×10^-3、6.3×10^-8、4.4×10^-13．请根据结构与性质的关系解释，H₃PO₄的K₁远大于K₂的原因

 

．

Answer 1

分析：（1）白磷分子中每个磷原子3个共价键和1个孤电子对；
（2）元素的非金属性越强，其得电子能力越强，失电子能力越弱，则第一电离能越大；
（3）As原子序数为33，M层上有18个电子，N层上有5个电子；
（4）结构相似的分子，含有氢键的物质熔沸点较高；根据价层电子对互斥理论确定离子空间构型；
（5）负离子难电离出氢离子．

解答：解：（1）白磷分子中每个磷原子3个共价键和1个孤电子对，所以白磷单质的中P原子采用的轨道杂化方式是sp³，故答案为：sp³；
（2）同一主族元素中，元素的金属性随着原子序数的增大而增强，失电子能力增强，也就是越容易失电子，电离能越小，则第一电离能随着原子序数的增大而减小，所以这几种元素第一电离能大小顺序是N＞P＞As，
故答案为：N＞P＞As；
（3）As原子序数为33，M层上有18个电子，N层上有5个电子，根据构造原理知，其M层、N层电子排布式为3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³，故答案为：33；3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³；
（4）氨气和膦的结构相似，但氨气分子中存在氢键，膦中只含分子间作用力，氢键的存在导致物质的沸点升高，PO₄^3-离子中P原子价层电子对个数=4+

1

2

（5+3-4×2）=4，且不含孤电子对，所以为正四面体构型，
故答案为：高；NH₃分子间存在较强的氢键作用，而PH₃分子间仅有较弱的范德华力；正四面体；
（5）磷酸第一步电离出氢离子后变为阴离子，阴离子难电离出带正电荷的氢离子，故答案为：第一步电离出的负离子较难再进一步电离出带正电荷的氢离子．

点评：本题考查较综合，涉及原子杂化方式的判断、离子空间构型的判断、氢键等知识点，根据价层电子对互斥理论确定原子杂化方式及空间构型，注意白磷分子的结构特点、键角，为易错点．