Question

18．磷及其化合物在生产生活中的用途非常广泛．回答下列问题：
（1）基态磷原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p³，它的第一电离能比硫的大（填“大”或“小”）．
（2）POC1₃是一种常用的化工原料，其组成的三种元素的电负性由大到小的顺序为O＞C1＞P．
（3）PC1₃中磷原子杂化轨道类型为sp³杂化；分子的空间构型为三角锥形；与PCl₃互为等电子体的分子为SOC1₂．
（4）科学家日前发现黑磷是一种有可能取代石墨烯的新型二维半导体材料．黑磷有四科结构，其中的一种结构如图1所示，该黑磷巾最小的磷环含磷原子数为6个；层与层之间的作用力为范德华力；黑磷能（填“能”或“不能”）导电．
（5）磷与铁形成的一种化合物晶胞结构如图2所示，该化合物的密度为$\frac{4×87}{{N}_{A}×（a×1{0}^{-7}）^{3}}$g•cm^-3（设N_A为阿伏加德罗常数的值）．

Answer 1

分析 （1）P的原子序数为15，分三层排布分别为2、8、5；同一周期元素，元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，但同一周期中第ⅡA族元素比第ⅢA族元素的第一电离能大，第ⅤA族比第ⅥA族第一电离能大；
（2）元素的非金属性越强，其电负性越大，元素的金属性越强，其电负性越小，同周期元素从左到右元素的电负性逐渐增强，同主族元素从上到下电负性逐渐减弱；
（3）根据价层电子对互斥理论来分析解答，价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数；原子总数相同、电子总数或价电子总数相同的互为等电子体；
（4）该黑磷巾最小的磷环含磷原子数为6个，层与层之间原子靠范德华力作用，分子晶体不能导电；
（5）晶胞中P原子处于棱上、体心，Fe原子处于顶点与面心，利用均摊法计算原子数目，进而确定化学式，结合晶胞中含有原子数目表示出晶胞质量，再根据ρ=$\frac{m}{V}$计算．

解答 解：（1）P的原子序数为15，原子核外有15个电子，P的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p³，S的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁴，3p电子满为稳定结构，难失去电子，则磷第一电离能较大，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p³；大；
（2）P、C1属于同一周期，其原子序数逐渐增大，则其电负性逐渐增大，电负性：C1＞P，O的非金属性强于C1，电负性：O＞C1，所以其组成的三种元素的电负性由大到小的顺序为O＞C1＞P，
故答案为：O＞C1＞P；
（3）三氯化磷分子中价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+$\frac{1}{2}$（5-3×1）=4，所以磷原子采用sp³杂化，为三角锥形，PCl₃与SOC1₂分子中原子个数相等，电子总数、价电子总数都相同，所以是等电子体，
故答案为：sp³杂化；三角锥形；SOC1₂；
（4）从结构图1可知，该黑磷巾最小的磷环含磷原子数为6个，蜂窝状的褶皱结构，层与层之间原子靠范德华力作用，因黑磷巾属于分子晶体，所以不能导电，
故答案为：6；范德华力；能；
（5）晶胞中P原子处于棱上、体心，含有12×$\frac{1}{4}$+1=4个磷原子，Fe原子处于顶点与面心，Fe原子个数为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，该化合物的密度为ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{4×87}{{N}_{A}×（a×1{0}^{-7}）^{3}}$，
故答案为：$\frac{4×87}{{N}_{A}×（a×1{0}^{-7}）^{3}}$．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及原子核外电子排布、电离能、电负性、晶胞计算等，注意掌握均摊法进行有关晶胞计算，理解根据价层电子对互斥理论判断立体构型问题，侧重于考查学生对基础知识的应用能力和对知识的迁移能力，题目难度中等．