Question

【化学-选修3：物质结构和性质】  砷的一些化合物常用作半导体、除草剂、杀鼠药等，回答下列问题：

（1）写出基态砷原子的电子排布式_________________；有_________________个未成对电子。

（2）稼氮砷合金材料的太阳能电池效率达40%。Ga、N、As电负性由大到小的顺序是____________；

（3）As₄O₆的分子结构如图所示，其中As原子的杂化方式为______________，1mol As₄O₆含有键的物质的量为____________mol。

（4）As与N是同族元素，AsH₃的沸点比NH₃的沸点        ，原因是                     。

（5）H₃AsO₄和H₃AsO₃是砷的两种含氧酸，根据结构与性质的关系，H₃AsO₄的酸性比H₃AsO₃强的原因是：                   。

（6）晶胞有两个基本要素

①原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，LiZnAs基稀磁半导体的晶胞如图所示，其中原子坐标参数A处Li为(0，0，1/2)；B处As为(1/4，1/4，1/4)；C处Li的坐标参数为                。

②晶胞参数，描述晶胞的大小和形状，已知LiZnAs单晶的晶胞参数，a=594pm，N_A表示阿伏伽德罗常数的数值，其密度为                g•cm^-3(列出计算式即可)。

Answer

（1）[Ar]3d104s24p3；3；

（2）N>As>Ga；（3）sp3；12；

（4）低；AsH3分子间不能形成氢键，而NH3分子间能形成氢键；

（5）H3AsO4和H3AsO3可分别表示为(HO)3AsO和(HO)3As，H3AsO3中的As为+3价，而H3AsO4中的As为+5价，正电性更高，导致As-O-H中O的电子向As偏移，更易电离出H+离子；

（6）①；②；

【解析】

试题分析：（1）As的原子序数为33，由构造原理可知电子排布为1s22s22p63s23p63d104s24p3，有3个未成对电子，故答案为1s22s22p63s23p63d104s24p3；3；

（2）同周期随原子序数递增电负性增大，Ga和As同周期，As的原子序数较大，故电负性较大的是As；As处于ⅤA族，同主族元素，随原子序数递增电负性减小，Ga、N、As电负性由大到小的顺序N>As>Ga，故答案为：N>As>Ga；

（3）根据结构示意图，As的价层电子对数=3+1=4，采用sp3杂化，1mol As4O6含有键的物质的量为3×4mol=12mol，故答案为：sp3；12；

（4）AsH3和NH3形成的晶体均是分子晶体，其沸点受分子间作用力大小的影响，对于组成和结构相似的物质分子间作用力和其相对原子质量成正比，能够形成氢键的沸点升高，NH3分子间能形成氢键，AsH3分子间不能形成氢键，因此AsH3的沸点比NH3的沸点低，故答案为：低；AsH3分子间不能形成氢键，而NH3分子间能形成氢键；

（5）H3AsO4和H3AsO3可表示为(HO)3AsO和(HO)3 As，H3AsO3中的As为+3价，而H3AsO4中非羟基氧较多、As为+5价，正电性更高，导致As-O-H中的O的电子更向As偏移，越易电离出H+，故答案为：H3AsO4和H3AsO3可表示为(HO)3AsO和(HO)3 As，H3AsO3中的As为+3价，而H3AsO4中非羟基氧较多、As为+5价，正电性更高，导致As-O-H中的O的电子更向As偏移，越易电离出H+；

（6）①D与周围4个原子形成正四面体结构，D与顶点A的连线处于晶胞体对角线上，过面心B、C及上底面面心原子的平面且平行侧面将晶胞2等分，同理过D原子的且平平行侧面的平面将半个晶胞再2等份，可知D处于到各个面的处，则C原子的坐标参数为(，，)，故答案为：(，，)；

②1个晶胞中分别含有4个Li、Zn、As原子，1mol晶胞的质量为4×147g，1mol晶胞的体积为 (594×10-10)3NAcm3，则密度为g•cm-3，故答案为：。

考点：考查了核外电子排布、化学键、晶体类型与性质、电负性、杂化方式、晶胞计算的相关知识。