Question

（化学-选修3:物质结构与性质）张亭栋研究小组受民间中医启发,发现As₂O₃(俗称砒霜)对白血病有明显的治疗作用。氮(N)、磷(P)、砷(As)等都是VA族的元素,该族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。回答下列问题:

(1)N、P、As原子的第一电离能由大到小的顺序为_______；As原子的核外电子排布式为______________。

(2)NH₃的沸点比PH₃_____(填“高"或“低”)，原因是_____________。

(3)Na₃AsO₄ 中含有的化学键类型包括_______；AsO₄^3-的空间构型为_______，As₄O₆的分子结构如图1所示,则在该化合物中As的杂化方式是_________。

(4)白磷(P₄)的晶体属于分子晶体，其晶胞结构如图2(小圆圈表示白磷分子)。己知晶胞的边长为acm，阿伏加德罗常数为N_Amol^-1，则该晶胞中含有的P原子的个数为______，该晶体的密度为___g·cm^-3(用含N_A、a的式子表示)。

Answer

N＞P＞As 1s22s22p63s23p63d104s24p3 高 NH3分子间存在较强的氢键作用，而PH3分子间仅有较弱的范德华力 离子键、共价键 正四面体 sp3 16

【解析】

(1)同主族元素从上到下第一电离能减小；根据能量最低原则书写As原子的核外电子排布式；

(2) NH3分子间存在较强的氢键；

(3)Na3AsO4 是离子化合物，含有离子键，AsO43-中As与O之间是共价键；AsO43-的价电子对数是 ，无孤对电子；As4O6的分子中As通过3个键与O原则结合，所以As原子价电子对数是；

(4)根据均摊原则计算P原子数；根据 计算晶胞的密度。

(1)同主族元素从上到下第一电离能减小，所以N、P、As原子的第一电离能由大到小的顺序为N＞P＞As；根据能量最低原则，As原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3；

(2)NH3分子间存在较强的氢键作用，而PH3分子间仅有较弱的范德华力，NH3的沸点比PH3高；

(3)Na3AsO4 是离子化合物，含有离子键，AsO43-中As与O之间是共价键，Na3AsO4 中含有的化学键类型包括离子键、共价键；AsO43-的价电子对数是，无孤对电子，所以AsO43-的空间构型为正四面体；As4O6的分子中As通过3个键与O原则结合，所以As原子价电子对数是，所以As的杂化方式是sp3；

(4)根据均摊原则，P原子数=；晶胞的摩尔质量是，1个晶胞的体积是， = g·cm-3。