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原子的价电子排布式为___。

（2）磷的一种同素异形体——白磷(P₄)的空间构型为___，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）膦(PH₃)和氨(NH₃)的键角分别为93.6°和107°，试用价层电子对互斥理论分析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、B的化学式分别为___、__，A的中心原子杂化轨道类型为___。

（5）第三周期主族元素中，按第一电离能大小排序，第一电离能在磷和铝之间的元素是__（填元素符号）。

（6）氮化硼、氮化铝、氮化镓的结构类似于金刚石，熔点如下表所示。试从结构的角度分析它们熔点不同的原因：__。

物质	BN	AlN	GaN
熔点/℃	3000	2200	1700

Answer

3s23p3 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，成键电子对之间的排斥力增大，键角变大 PCl4+ PCl6- sp3 Mg、Si、S 氮化硼、氮化铝、氮化镓都是原子晶体，硼、铝、镓的原子半径逐渐增大，键长增长，键能减小，熔点降低

【解析】

(1)基态P原子的核电荷数为15，根据核外电子排布规律来写价电子排布式；

(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)同周期随原子序数增大元素第一电离能呈增大趋势，IIA族、VA族为全充满或半充满稳定状态，第一电离能高于同周期相邻元素的；

(6)氮化硼、氮化铝、氮化镓都是原子晶体，键长越短，键能越大，共价键越稳定，物质熔点越高。

(1)P原子核外有15个电子，核外电子排布式为：1s22s22p63s23p3，则基态P原子的价电子排布式为3s23p3；

(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；

(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；

(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-；

(5)同周期随原子序数增大元素第一电离能呈增大趋势，IIA族、VA族为全充满或半充满稳定状态，第一电离能高于同周期相邻元素的，第三周期主族元素中，第一电离能在磷和铝之间的元素有：S、Si、Mg；

(6)氮化硼、氮化铝、氮化镓它们熔点的不同，其主要原因是氮化硼、氮化铝、氮化镓都是原子晶体，硼、铝、镓的原子半径逐渐增大，键长增长，键能减小，熔点降低。