Question

磷酸氯喹用于治疗对氯喹敏感的恶性疟、间日疟及三日疟。若干位药物研发和临床专家研究发现，该药物在细胞水平上能有效抑制新型冠状病毒的感染。

(1)磷酸氯喹是由多种元素形成的物质，其中氯元素的基态氯原子，电子占据的最高能层符号为_____；磷元素的简单氢化物PH₃的中心原子杂化方式是_____，属于_______(填“极性”或“非极性”)分子；其他的四种元素的第一电离能从大到小的顺序为_________。

(2)N与P为同族元素，比较其最高价氧化物的水化物酸性并从结构的角度说明理由：________

(3)H₃PO₄与Fe³⁺形成H₃[Fe(PO₄)₂]，此性质常用于掩蔽溶液中的Fe³⁺。基态Fe³⁺的核外电子排布式为___________；做为配体为铁离子提供______。

(4)磷化铜(Cu₃P₂)用于制造磷青铜。磷青铜是含少量锡、磷的铜合金，主要用作耐磨零件和弹性原件，其晶胞结构如图所示：

①其化学式为__________

②铜或铜盐的焰色反应为_____色，金属元素能产生焰色实验的微观原因为______。

③若晶体密度为ρg/cm³，摩尔质量为Mg/mol，N_A代表阿伏加德罗常数，则最近的Cu原子核间距为________________pm。

Answer

M sp3 极性 N>O>C>H 硝酸大于磷酸，因为HNO3分子结构中含有2个非烃基氧原子，比H3PO4中多1个,且N原子的吸引电子能力比较强，使得R-O-H的电子偏向N原子，使得-O-H更容易电离出H+ 1s22s22p63s23p63d5 孤电子对 SnCu3P 绿 电子从较高能级的激发态跃迁到较低能级的激发态乃至基态时，会以光的形式释放能量 ××10-10

【解析】

(1)氯元素为17号元素，根据其核外电子排布式判断其最高能级；根据价层电子对互斥理论判断杂化方式，正负电荷中心不重合的分子为极性分子；

(3)铁元素为26号元素，失去4s能级两个电子和3d能级一个电子形成铁离子；配合物中一般由金属元素提供空轨道，非金属元素提供孤电子对；

(4)①根据均摊法分析化学式；

③根据晶胞结构可知Cu原子核最近距离为面对角线的一半。

(1)基态氯原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，占据的最高能层为第3层，能层符号为M；PH3中心原子的价层电子对数为=4，所以为sp3杂化，分子中有一对孤电子对，所以分子的空间构型为三角锥形，P原子位于顶点，所以其正负电荷中心不重合，为极性分子；其他四种元素分别为H、C、O、N，H原子容易失去电子，第一电离能较小，一般来讲同周期主族元素自左至右第一电离能呈增大趋势，但N原子最外层为半满状态，更稳定，第一电离能较大，所以四种元素第一电离能大小关系为N>O>C>H；

(2)因为HNO3分子结构中含有2个非烃基氧原子，比H3PO4中多1个，且N原子的吸引电子能力比较强，使得R-O-H的电子偏向N原子，使得-O-H更容易电离出H+，所以硝酸的酸性大于磷酸；

(3)基态Fe原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d,64s2，失去最外层3个电子形成铁离子，所以Fe3+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5；作为配体提供孤电子对；

(4)①根据均摊法，晶胞中Sn原子的个数为=1，P原子的个数为1，Cu原子的个数为=3，所以化学式为SnCu3P；

②铜或铜盐的焰色反应为绿色；电子从较高能级的激发态跃迁到较低能级的激发态乃至基态时，会以光的形式释放能量，所以金属元素可以产生焰色反应；

③该晶胞含有1个Sn原子，1个P原子，3个Cu原子，该物质的摩尔质量为M，所以晶胞的质量为g，设晶胞的棱长为a，则晶胞的体积为a3，所以晶胞的密度ρ=，可以解得a=cm=×10-10pm，距离最近的Cu原子的间距为面对角线的一半，所以为××10-10pm。