Question

磷存在于人体所有细胞中，是维持骨骼和牙齿的必要物质，几乎参与所有生理上的化学反应。回答下列问题：

(1)基态P原子的核外电子排布式为____________________，有___________个未成对电子。

(2)磷的一种同素异形体一一白磷(P₄)的立体构型为_______________，其键角为___________，推测其在CS₂中的溶解度___________(填“大于”或“小于”)在水中的溶解度。

(3)两种三角锥形气态氢化物膦(PH₃)和氨(NH₃)的键角分别为93.6°和107°，试分析PH₃的键角小于NH₃的原因_________________________________。

(4)常温下PCl₅是一种白色晶体，其立方晶系晶体结构模型如上左图所示，由A、B两种微粒构成。将其加热至148℃熔化，形成一种能导电的熔体。已知A、B两种微粒分别与CCl₄、SF₆互为等电子体，则A为___________，其中心原子杂化轨道类型为___________，B为___________。

(5)磷化硼(BP)是一种超硬耐磨涂层材料，上图为其立方晶胞，其中的每个原子均测是8电子稳定结构，试判断其熔点___________(填“高于”或“低于”)金刚石熔点。已知其B—P键长均为xcm，则其密度为___________g·cm^－3(列出计算式即可)。

Answer

1s22s22p63s23p3 3 正四面体 60° 大于 电负性N强于P，中心原子的电负性越大，成键电子对离中心原子越近，成键电子对之间距离越小，成键电子对之间的斥力增大，键角变大 PCl4+ sp3 PCl6- 低于 或

【解析】

(1)根据元素符号，判断元素原子的核外电子数，再根据核外电子排布规律来写；

(2)白磷分子是正四面体结构，四个P原子位于正四面体顶点上，物质溶解性遵循相似相溶原理；

(3)NH3中N原子成3个σ键，有一对未成键的孤对电子，杂化轨道数为4，采取sp3型杂化，孤对电子对成键电子的排斥作用较强，氨气分子空间构型是三角锥形，电负性N强于P，中心原子的电负性越大，成键电子对离中心原子越近，成键电子对之间距离越小；

(4)PCl5是一种白色晶体，在恒容密闭容器中加热可在148℃液化，形成一种能导电的熔体，说明生成自由移动的阴阳离子，一种正四面体形阳离子是PCl4+和一种正六面体形阴离子是PCl6-，即发生反应为：2PCl5=PCl4++PCl6-；

(5)晶胞中：P位于顶点和面心，数目为8×+6×=4，B位于晶胞内，数目为4，则磷化硼晶体的化学式为BP，由于磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料，属于原子晶体，B-P键和C-C键相比，键长大，则熔点低于金刚石；再根据ρ=计算密度。

(1)P元素为15号元素，原子核外有15个电子，所以核外电子排布式为：1s22s22p63s23p3，p轨道上是三个自旋方向相同的三个未成对电子；

故答案为：1s22s22p63s23p3；3；

(2)白磷分子是正四面体结构，四个P原子位于正四面体顶点上，所以键角是60°，为非极性分子，相似相容原理可知，易溶于非极性溶剂中，二硫化碳为非极性溶剂，所以白磷在CS2中的溶解度大于在水中的溶解度；

故答案为：正四面体形；60°；大于；

(3)NH3中N原子成3个σ键，有一对未成键的孤对电子，杂化轨道数为4，采取sp3型杂化杂化，孤对电子对成键电子的排斥作用较强，N-H之间的键角小于109°28′，所以氨气分子空间构型是三角锥形，电负性N强于P，中心原子的电负性越大，成键电子对离中心原子越近，成键电子对之间距离越小，成键电子对之间的排斥力增大，键角变大，PH3的键角小于NH3的键角；

故答案为：电负性N强于P，中心原子的电负性越大，成键电子对离中心原子越近，成键电子对之间距离越小，成键电子对之间的排斥力增大，键角变大；

(4)PCl5是一种白色晶体，在恒容密闭容器中加热可在148℃液化，形成一种能导电的熔体，说明生成自由移动的阴阳离子，一种正四面体形阳离子是PCl4+和一种正六面体形阴离子是PCl6-，即发生反应为：2PCl5=PCl4++PCl6-，已知A、B两种微粒分别与CCl4、SF6互为等电子体，则A为：PCl4+，PCl4+中P没有孤电子对。含四个σ键，所以原子杂化方式是sp3，B为：PCl6-；

故答案为：PCl4+；sp3；PCl6-；

(5)磷化硼(BP)与金刚石对比，B、P的原子半径大于C，则磷化硼(BP)中的键长大于金刚石，键能小于金刚石，故其熔点低于金刚石的熔点；根据磷化硼晶胞模型可知，1个晶胞中含有4个硼原子，P=8×+6×=4，则1mol晶胞中含有4molBP，晶胞的棱长=2xsin54°44’，则体积为=（2xsin54°44’）3，ρ==或；

故答案是：低于；或。