Question

【題目】VA族的氮、磷、砷（As）等元素的化合物在科研和生產中有許多重要用途，請回答下列問題。

(1)砷的基態原子的電子排布式為___________________。

(2)原子的第一電離能是指氣態電中性基態原子失去一個電子轉化為氣態基態正離子所需要的最低能量，N、P、As原子的第一電離能由大到小的順序為______________。

(3)NH3的沸點比PH3高，原因是___________；PO43-離子的立體構型為___________。

(4)AsH3是無色稍有大蒜氣味的氣體，在AsH3中As原子的雜化軌道類型為______________。

(5)H3AsO4和H3AsO3是砷的兩種含氧酸，請根據結構與性質的關系，解釋H3AsO4比H3AsO3 酸性強的原因_____________________。

(6)磷的一種單質白磷（P4）屬于分子晶體，其晶胞結構如下圖。已知最近兩個白磷分子間的距離為 a pm（1pm=10-12m），阿伏加德羅常數的值為NA，則該晶體的密度為__________________g/cm3（只要求列算式，不必計算）。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d104s24p3 N>P>As NH3分子間存在較強的氫鍵，而PH3分子間僅有較弱的范德華力 正四面體 sp3雜化 H3AsO4和H3AsO3可表示為(HO)3AsO和(HO)3As，H3AsO3中的As為+3價，而H3AsO4中的As為+5價，正電性更高，導致As-O-H中O的電子更向As偏移，更易電離出H+

【解析】

(1)確定砷在元素周期表中的位置，然后根據構造原理寫出電子排布式；

(2)根據同主族第一電離能的變化規律作答；

(3)NH3分子間存在氫鍵，PO43-離子的立體構型可由價層電子對互斥理論計算求得；

(4)求出AsH3中心原子的價層電子對數，即可根據夾層電子對數與雜化類型的對應關系得出答案；

(5)兩種含氧酸即可改寫為(HO)mROn，n越大，R正電性越大酸性越強；

(6)先求出此晶胞含有白磷分子數，然后依據ρ=計算。

(1)砷元素是33號元素，位于元素周期表的第四周期第VA族，基態砷原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3；

(2)同主族元素自上而下由于原子半徑逐漸增大，所以第一電離能逐漸降低，因此N、P、As原子的第一電離能由大到小的順序為N＞P＞As；

(3)PH3分子間只存在范德華力，NH3分子間除存在范德華力之外，還存在比范德華力更強的氫鍵，故NH3的沸點比PH3高；PO43-中心原子為P，其中σ鍵電子對數為4，中心原子孤電子對數為(5+34×2)=0，PO43-價層電子對對數為4+0=4，故立體構型為正四面體；

(4)AsH3中心原子的價層電子對數=3+，所以As采用sp3雜化；

(5)兩種含氧酸即可改寫為(HO)mROn，H3AsO4可表示為(HO)3AsO，H3AsO3可表示為(HO)3As，H3AsO4中n值大正電性強，導致As-O-H中O的電子更向As偏移，更易電離出H+，所以H3AsO4比H3AsO3酸性強；

(6)一個晶胞中含有白磷分子數為：，則一個晶胞的質量m=g，一個晶胞的體積V==，因此晶胞的密度ρ=g/cm3。