Question

【题目】N，P，As等元素的化合物在生产和研究中有许多重要用途。请回答下列问题：

（1）意大利罗马大学的[FuNvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的N4分子，该分子的空间构型与P4类似，其中氮原子的轨道杂化方式为__________，N-N键的键角为__________。

（2）基态砷原子的价电子排布图为__________，砷与同周期相邻元素的第一电离能由大到小的顺序为__________。

（3）配位原子对孤对电子的吸引力越弱，配体越容易与过渡金属形成配合物。PH3与NH3的结构相似，和过渡金属更容易形成配合物的是__________(填"PH3”或“NH3”)。

（4）SCl3+和PCl3是等电子体，SCl3+的空间构型是__________。S-Cl键键长__________P-Cl键键长__________(填“＞”、“=”或“＜”)，原因是__________。

（5）砷化镓为第三代半导体，以其为材料制造的灯泡寿命长，耗能少。已知立方砷化镓晶胞的结构如图所示，砷化镓的化学式为__________。若该晶体的密度为ρgcm-3，设NA为阿伏加德罗常数的值，则a、b的距离为__________pm(用含ρ和NA的代数式表示)。

Answer 1

【答案】（1） sp3；60；（2）；As>Se>Ge；（3）PH3；

（4）三角锥形；< ；S 原子半径小于P原子半径故 S－Cl 键要比 P－Cl 键短；

（5）GaAs； (其他合理答案均可)

【解析】

试题分析：（1）氮原子与周围的三个N原子相连，含有一个孤电子对，采取sp3杂化，N4是正四面体结构，N-N键的键角为60，故答案为： sp3；60；

（2）As是33号元素，位于第四周期第ⅤA族，基态砷原子的价电子排布图为，砷是4p为半充满结构，较为稳定，与同周期相邻元素的第一电离能由大到小的顺序为As>Se>Ge，故答案为：；As>Se>Ge；

（3）配位原子对孤对电子的吸引力越弱，配体越容易与过渡金属形成配合物。P的非金属性比N弱，对孤对电子的吸引力弱，因此和过渡金属更容易形成配合物的是PH3，故答案为：PH3；

（4）SCl3+中价电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+(6-1-3)=4，故S以sp3杂化轨道同Cl形成共价键，含1对孤电子对，所以为三角锥形结构；S 原子半径小于P原子半径故 S－Cl 键要比 P－Cl 键短，故答案为：三角锥形；< ；S 原子半径小于P原子半径故 S－Cl 键要比 P－Cl 键短；

（5）晶胞中Ga原子数为6×+8×=4，As原子数为4，则砷化镓的化学式为GaAs；

设晶胞的边长为xpm，则ρ==，解得x=pm；b位置黑色球与a位置白色球的距离为晶胞体对角线的，因此b位置黑色球与a位置白色球的距离=×pm，故答案为：GaAs；。