Question

砷化稼晶体广泛用于太阳能电池、新型光源LED和通讯领域．
（1）砷（₃₃A_s）元素位于元素周期表的第VA族，其原子基态外围电子排布式为

 

．
电负性：镓（₃₁As）

 

砷（₃₃As）（填“＞”、“＜”或“=”，下同）
第一电离能：砷（₃₃As）

 

硒（₃₄Se）
（2）晶体（晶胞结构如图所示）中砷原子的杂化方式为

 

．
（3）AsH₃分子的空间构型是

 

形．
①热稳定性：AsH₃

 

NH₃（填“大于”、“小于”或“等于”，下同）
②沸点：AsH₃

 

NH₃
③NH₄⁺离子中H-N-H的键角

 

AsH₃分子中H-As-H的键角，原因是

 

．

Answer 1

考点：元素电离能、电负性的含义及应用,原子核外电子排布,判断简单分子或离子的构型

专题：

分析：（1）确定砷在元素周期表中的位置，然后根据构造原理写出电子排布式；同周期元素从左到右元素的电负性逐渐增强；As和Ga处于同一周期，而处于VA的As外围电子处于半满的较稳定结构，故As的第一电离能大于Ga；
（2）根据砷原子的位置，利用均摊法分析晶胞的结构，确定As的杂化方式；
（3）根据价层电子对数计算杂化类型，确定空间构型；
①元素的非金属性越强其对应的氢化物越稳定；
②NH₃含有氢键，沸点最高，AsH₃不含氢键；
③根据杂化轨道理论和价层电子对互斥理论，可以分析NH₄⁺中键角大于AsH₃中的键角的原因．

解答： 解：（1）砷位于元素周期表的第四周期第VA族，外围电子排布为4s²4p³，同周期元素从左到右元素的电负性逐渐增强，故电负性：As＞Ga，As和Ga处于同一周期，而处于VA的As外围电子处于半满的较稳定结构，故As的第一电离能大于Ga，故答案为：4s²4p³；＜；＞；
（2）根据“均摊法”：白色球个数为6×

1

2

+8×

1

8

=4，由晶胞图可知与同一个镓原子相连的砷原子构成的空间构型为正四面体，故As的杂化方式为：sp³，答案为：sp³；
（3）AsH₃中砷原子有3对成键电子对且1个孤电子对，所以它的杂化方式为sp³，故其空间构型为三角锥，故答案为：三角锥；
①元素的非金属性越强其对应的氢化物越稳定，非金属性：N＞As，则稳定性：AsH₃＜NH₃，故答案为：小于；
②NH₃含有氢键，沸点最高，AsH₃都含氢键，故熔沸点：NH₃＞AsH₃，故答案为：小于；
③根据杂化轨道理论可知NH₄⁺离子中N原子和AsH₃分子中的As原子均是按sp3杂化，但氨根中无孤对电子对，而AsH₃分子中有1对孤电子对，根据价层电子对互斥理论，AsH₃分子中的1对孤电子对对成键电子的斥力更大，所以NH₄⁺离子中键角大于AsH₃分子的键角，
故答案为：大于；二者中心原子均为sp³杂化，铵根中无孤电子对，AsH₃分子中含有1个孤电子对，对成键电子对的排斥力大．

点评：本题考查电负性大小比较、沸点的比较及第一电离能的大小比较、杂化理论等知识，题目难度中等．