Question

【題目】磷元素是組成遺傳物質核酸的基本成分之一，而錫元素(Sn)形成的某些化合物能夠促進核酸的合成。回答下列問題。

(1)基態磷原子電子占據的最高能層符號是____，占據該能層的電子中能量最高的電子其電子云在空間有_____個伸展方向，原子軌道呈_____形。

(2)錫元素可形成白錫、灰錫、脆錫三種單質。研究灰錫晶體的結構最常用的儀器是_____。灰錫晶體與金剛石結構相同，但灰錫不穩定，其原因是_____。

(3)固態PCl5結構中存在PCl4+和PCl6-兩種結構單元，其晶胞如圖所示。

①PCl4+的空間結構為________，PCl3的鍵角小于PCl4+鍵角的原因為___________。

②已知晶胞的邊長為anm,阿伏加德羅常數值用NA表示。則PCl4+和PCl6-之間的最短距離為_______pm,固態PCl5的密度為______g.cm-3。

Answer 1

【答案】 M 3 啞鈴 X-射線衍射儀 Sn-Sn鍵的鍵長長，鍵能小,故灰錫不穩定 正四面體 PCl3和PCl4+中磷原子的雜化方式均為sp3雜化, PCl3磷原子價層電子對中有一對孤電子對, PCl4+磷原子價層電子對中無孤電子對，孤電子對對成鍵電子對的排斥力大于成鍵電子對之間的排斥力

【解析】(1)磷為15號元素，基態磷原子電子占據的最高能層符號是M，占據該能層的電子中能量最高的電子為3p，其電子云在空間有3個伸展方向，原子軌道呈啞鈴形，故答案為：M；3；啞鈴；

(2)研究晶體的結構最常用的儀器是X-射線衍射儀；灰錫晶體與金剛石結構相同，Sn-Sn鍵的鍵長較長，鍵能較小，導致灰錫不穩定，故答案為：X-射線衍射儀；Sn-Sn鍵的鍵長長，鍵能小，故灰錫不穩定；

（3）①PCl4+的中心原子P的價層電子對數=4+=4，采用sp3雜化，空間結構為正四面體，PCl3和PCl4+中磷原子的雜化方式均為sp3雜化, PCl3磷原子價層電子對中有一對孤電子對, PCl4+磷原子價層電子對中無孤電子對，孤電子對對成鍵電子對的排斥力大于成鍵電子對之間的排斥力，使得PCl3的鍵角小于PCl4+鍵角，故答案為：正四面體；PCl3和PCl4+中磷原子的雜化方式均為sp3雜化, PCl3磷原子價層電子對中有一對孤電子對, PCl4+磷原子價層電子對中無孤電子對，孤電子對對成鍵電子對的排斥力大于成鍵電子對之間的排斥力；

②根據晶胞結構可知，PCl4+和PCl6-的個數比為1:1，已知晶胞的邊長為anm，則PCl4+和PCl6-之間的最短距離為晶胞體對角線的一半，為a×103 pm，晶胞中含有2個P和10個Cl原子，固態PCl5的密度為g.cm-3=g.cm-3，故答案為： a×103； 。