Question

磷、硫、氯、砷等是农药中的重要组成元素。回答下列问题：

（1）基态砷原子的核外价电子排布式为___________。

（2）生产农药的原料PSCl₃中P、S、Cl的第一电离能由大到小的顺序为_______，电负性由大到小的顺序为_______

（3）COS（羰基硫）可用作粮食的熏蒸剂，其中碳原子的杂化轨道类型为_______，所含共价键的类型为_____，写出一种与COS 键合方式相同且空间构型也相同的微粒：_______。

（4）H₂O 与H₂S为同族元素的氢化物，H₂O可以形成H₉O₄⁺以或H₃O⁺，而H₂S几乎不能形成类似的H₉S₄⁺或H₃S⁺，其原因是__________

（5）AlP因杀虫效率高、廉价易得而被广泛应用。已知AlP的熔点为2000℃ ，其晶胞结构如图所示。

① 磷化铝的晶体类型为________。

② A、B点的原子坐标如图所示，则C点的原子坐标为_________。

③ 磷化铝的晶胞参数a=546.35pm，其密度为________（列出计算式即可，用从表示阿伏加德罗常数的数值）g/cm³。

Answer

4s24p3 Cl>P>S Cl>S>P sp σ键和π键（写“极性键”也给分） CO2（或NO2+、CS2、BeF2等） 氧的电负性大且原子半径小，H2O分子间及与H+可形成氢键，而硫的电负性较小且原子半径大，几乎不能形成氢键 原子晶体 （1/4，1/4，3/4）

【解析】(1）砷的核电荷数为33，基态砷原子的核外电子排布式为[Ar]4s24p3 ，价电子排布式为4s24p3 ；

(2）P、S、Cl均为第三周期主族元素，它们的第一电离能呈增大趋势，但P原子的3p轨道为半充满结构相对稳定，三种原子的第一电离能由大到小的顺序为Cl>P>S，非金属性越强，电负性越大，三种元素的电负性由大到小的顺序为 Cl>S>P；

（3）COS分子的结构式为O=C=S，含有δ键和π键，COS分子中C原子形成2个δ键，孤对电子数为=0，则为sp杂化，与COS具有相同空间构型和键合形式的分子或离子为等电子体，应含有3个原子，价电子数为16，常见有CO2或NO2+、CS2、BeF2等；

(4) 氧的电负性大且原子半径小，H2O分子间及与H+可形成氢键，而硫的电负性较小且原子半径大，几乎不能形成氢键故H2O可以形成H9O4+以或H3O+，而H2S几乎不能形成类似的H9S4+或H3S+；

(5) ①AlP晶体熔点为2000℃ ，且晶胞中形成的是立体网状结构，应为原子晶体；

② A、B点的原子坐标分别为（000）、（1、、）可知晶胞边长为1，由此可推知C点的原子坐标为（、、）；

③晶胞中含有P原子数为8×+6×=4，Al原子数也为4，则1mol晶胞的质量为4×（27+31）g=4×58g，晶胞的体积为（5.4635×10-8）3cm3，晶胞密度为g/cm3。

点睛：明确等电子体的概念是解本题关键，由短周期元素组成的粒子，只要原子数相同，各原子的最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体，等电子体的结构相似、物理性质相似。等电子体的价电子总数相同，而组成原子的核外电子总数不一定相同；通常可以从同主族元素或相邻同周期元素去分析判断。