Question

【題目】[化學——選修3：物質結構與性質]N、P、As都是同主族的元素。

（1）As基態原子的電子排布式為 。和砷位于同一周期，且未成對電子數也相同的元素還有 種。

（2）元素周期表中，與P緊鄰的4種元素中電負性最強的是 （填元素符號），Si、P、S三元素第一電離能由大到小的順序為 。

（3）NH3、PH3、AsH3三者的空間構型相同，都是 ，它們的沸點由高到低的順序為 （填化學式）

（4）白磷是由P4分子形成的分子晶體，每個P4分子是正四面體結構（如圖）。

P的雜化方式為 。白磷易溶于CS2，難溶于水，原因是 。

（5）采用GaxIn（1－x）As（鎵銦砷）等材料，可提高太陽能電池的效率。GaxIn（1－x）As立方體形晶胞中每1個頂點和面心都有1個原子，晶胞內部有4個原子，則該晶胞中含有 個砷原子。

Answer 1

【答案】（1）1s22s24p63s23p63d104s24p3（2分） 2 （2分）

（2）N（1分）, P＞S＞Si, （2分）

（3）三角錐形（1分）NH3＞AsH3＞PH3 （1分）

（4）sp3（1分）；白磷分子為非極性分子，而水為極性分子，（根據相似相溶原理），所以白磷不溶解于水中（2分） （5）4（2分）

【解析】

試題分析：（1）As的質子數是33，其基態原子的電子排布式為1s22s24p63s23p63d104s24p3。和砷位于同一周期，且未成對電子數也相同的元素，它們的外圍電子排布式為：3d34s2、3d74s2，分別為釩、鈷兩種；

（2）在元素周期表中，同周期中從左向右，元素的非金屬性增強，電負性增強，同主族元素從上向下，元素的非金屬性減弱，電負性減弱，在元素周期表中，與 P緊鄰的4種元素中電負性最大的是N；同一周期元素，元素的第一電離能隨著原子序數增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，Si、P、S元素處于同一周期且原子序數逐漸增大，P處于第VA族，所以第一電離能P＞S＞Si；

（3）NH3、PH3、AsH3三者的空間構型相同，都是三角錐形結構；NH3分子間存在氫鍵，氨的沸點比同主族元素的氫物高，AsH3和PH3分子間不存在氫鍵，分子量大的氫化物分子間作用力大，沸點高，故沸點：NH3＞AsH3＞PH3；

（4）P4分子為正四面體構型，P4分子中N原子形成3個σ鍵、含有1對孤對電子，雜化軌道數目為4，P原子采取sp3雜化；相似相溶原理是指由于極性分子間的電性作用，使得極性分子組成的溶質易溶于極性分子組成的溶劑，難溶于非極性分子組成的溶劑；非極性分子組成的溶質易溶于非極性分子組成的溶劑，難溶于極性分子組成的溶劑，P4和CS2是非極性分子，H2O是極性分子，根據相似相溶的原理，P4易溶于 CS2，難溶于水；

（5）GaxIn（1-x）As立方體形晶胞中每一個頂點和面心都有一個原子，晶胞內部有4個原子，晶胞含有總數為4+8×1/8+6×1/2=8，由化學式可知晶胞中As數目占原子總數的1/2，即晶胞中As原子數目為8×1/2=4。