Question

【題目】磷能形成眾多單質與化合物。回答下列問題：

(1)磷在成鍵時，能將一個3s電子激發進入3d能級而參加成鍵，寫出該激發態原子的核外電子排布式__ 。

(2)黑磷是一種二維材料，其中一層的結構如圖1所示。

①黑磷中P原子的雜化方式為 _________ 。每一層內P形成六元環彼此相接，平均每個空間六元環中含有的磷原子是 ____個。

②用4-甲氧基重氮苯四氟硼酸鹽（如圖2）處理黑磷納米材料，可以保護和控制其性質。

該鹽的構成元素中C、N、O、F的電負性由大到小順序為__，1mol該鹽陽離子含有的σ鍵的數目為______ ，該鹽陰離子的幾何構型是__。

(3)磷釔礦可提取稀土元素釔(Y)，某磷釔礦的結構如下：

該磷釔礦的化學式為__，與PO43—互為等電子體的陰離子有__ （寫出兩種離子的化學式）。已知晶胞參數a= 0.69 nm，c=0.60 nm，阿伏加德羅常數為NA，則該磷釔礦的密度為__g.cm—3（列出計算式）。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s13p33d1 sp3 2 F>O>N>C 17NA 正四面體 YPO4 SO42-、ClO4-、BrO4-、IO4-、SiO44-

【解析】

(1)磷為15號元素，基態P原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p3；磷在成鍵時，能將一個3s電子激發進入3d能級而參加成鍵，該激發態原子的核外電子排布式為1s22s22p63s13p33d1；

(2)①黑磷中每個P原子與另外三個P原子形成共價鍵且有一對孤電子對，P原子的雜化方式為sp3；每一層內P形成六元環彼此相接，平均每個空間六元環中含有的磷原子是個；

②元素原子的得電子能力越強，則電負性越大，原子得電子能力大小為：F＞O＞N＞C，則電負性大小為：F＞O＞N＞C；4-甲氧基重氮苯四氟硼酸鹽陽離子中含有一個氮氮三鍵、一個氮碳鍵、苯環上有四個碳氫鍵、苯環上六個碳碳鍵、兩個碳氧鍵、三個碳氫鍵，故1mol該鹽陽離子含有的σ鍵的數目為17NA；該鹽陰離子BF4-，B上的孤電子對數為=0，價層電子對數為0+4=4，B為sp3雜化，故BF4-的空間構型為正四面體；

(3)根據均攤法求算，該磷釔礦一個晶胞含有個Y，個PO43-，故該磷釔礦的化學式為YPO4，等電子體是指價電子總數和原子總數（氫等輕原子不計在內）相同的分子、離子或原子團，與PO43—互為等電子體的陰離子有SO42-、ClO4-、BrO4-、IO4-、SiO44-；已知晶胞參數a= 0.69 nm，c=0.60 nm，阿伏加德羅常數為NA，則該磷釔礦的密度為g.cm—3。