Question

氮、磷、砷、钛的单质及其化合物在生产生活中有重要的应用。回答下列问题：

  （1）基态磷原子有________种不同能量的电子。

  （2）N、P、As电负性由大到小的顺序为 ______ ，它们的氢化物沸点最高的为_______________，原因为___________________________。

  （3）NO₃^- 离子的空间构型为_____，中心原子的杂化方式为_____ ，NO₃^-离子有多种等电子体，请写出一种_________  。 

  （4）钛元素原子核外价电子排布图为____________，含Ti^3＋的配合物的化学式为[TiCl(H₂O)₅]Cl₂·H₂O，其配离子中含有的化学键类型为____________，该配离子的配位数为____________。

  （5）砷化镓晶胞结构如下图。晶胞中距离Ga原子等距且最近的Ga原子有_________个，Ga与周围等距且最近的As形成的空间构型为____________。已知砷化镓晶胞边长为a pm，其密度为ρg•cm^-3，则阿伏加德罗常数的数值为_____________(列出计算式即可)。

Answer

5 N>P>As NH3 NH3分子间形成氢键 平面正三角形 sp2 CO32-（SO3、BF3等） 共价键、配位键 6 12 正四面体 （或）

【解析】（1）基态磷原子的电子排布式为：1s22s22p63s23p3，有5个能级，有5种不同能量的电子；（2）同主族元素原子从上而下电负性逐渐减小，则N、P、As电负性由大到小的顺序为N>P>As，它们的氢化物沸点最高的为NH3，因为NH3分子间形成氢键；（3）N原子形成3个δ键，孤对电子数==0，所以中心原子为sp2杂化，立体构型为平面正三角形；原子总数相同、价电子总数相同的粒子互称为等电子体。NO3-离子原子总数为4，价电子总数24，符合条件的等电子体有CO32-、SO3、BF3等；（4）Ti是22号元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，价电子排布式为为3d24s2，核外价电子排布图为；配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配离子中含有的化学键类型为共价键、配位键，配离子[TiCl（H2O）5]2+的中心离子所带的电荷2+1=3，故中心离子为Ti3+，Cl-、H2O含有孤对电子对是配体，配位数是6；（5）Ga原子处于晶胞的顶点和面心，面心到顶点和到相邻面心的距离最小且相等，根据图可知为4×3=12个，Ga与周围等距且最近的As形成的空间构型为Ga在中心As在四个顶点形成的正四面体结构；GaAs为1：1型结构，一个晶胞占有4个Ga原子和4个As原子，若晶胞的边长为a pm，则晶胞体积为(a×10-10)3cm3，晶体的密度为ρg/cm3，则晶胞质量为(a×10-10)3cm3×ρg/cm3=ρa3×10-30 g，则ρa3×10-30g×NA=4×145g/mol，则NA=。

点睛：本题是对物质结构的考查，涉及核外电子排布、杂化轨道、分子构型、晶体类型与性质、配合物、晶胞结构与计算等，需要学生具备扎实的基础是解题的关键。