Question

【題目】氮、磷、砷、硼的相關化合物在化工、醫藥、農藥、材料等領域有著廣泛的應用。回答下列問題：

（1）基態As原子的電子排布式為__________。N、P、As的第一電離能的大小順序為 _______。

（2）氮化硼（BN）有多種晶體，其中立方氮化硼與金剛石的構型類似，則其晶胞中B-N-B之間的夾角是_________（填角度）。

（3）砷化硼（BAs）是Ⅲ-V族半導體材料的重要成員之一，其晶體結構與金剛石相似。

①BAs晶體中，每個As與_____個B相連，As的雜化形式為______；

②已知B原子的電負性比As原子的電負性大，則As與B之間存在的化學鍵有_______（填字母）。

A.離子鍵 B. 金屬鍵 C.極性鍵 D.氫鍵 E.配位鍵F.鍵G. 鍵

（4）磷化硼（BP）是一種有價值的耐磨硬涂層材料，這種陶瓷材料可作為金屬表面的保護薄膜，它是通過在高溫（T＞750℃）氫氣氛圍下BBr3和PBr3反應制得的，BBr3的空間構型為______，BP晶胞的結構如圖所示，當晶胞晶格參數為478pm（即圖中立方體的每條邊長為478pm）時，BP中B和P之間的最近距離為_____。

Answer 1

【答案】 1s22s22p63s23p63d104s24p3 N>P>As 109°28′ 4 sp3雜化 CEF 平面三角形 119.5 pm

【解析】（1）As是33號元素，其核外電子排布為，1s22s22p63s23p63d104s24p3；非金屬性越強，第一電離能越大，N>P>As；（2）立方氮化硼與金剛石的構型類似，金剛石為正四面體結構，鍵角為109°28′，則其晶胞中B﹣N﹣B之間的夾角是109°28′；（3）①砷化硼（BAs）晶體結構與金剛石相似，為正四面體結構，則每個As與4個B相連，BAs的電子對有=4對，中心原子As的雜化形式為sp3雜化；②硼原子可以形成3個硼硼單鍵，所以每個As應與3個B相連，金剛石中含有的化學鍵是共價鍵，所以該物質中含有的化學鍵是極性鍵，單鍵為鍵，又因為砷原子還有1對孤對電子，而硼原子有容納孤對電子的空軌道，所以還可以構成配位鍵。答案選CEF；（4）B原子含有3個價電子，與3個Br原子形成σ鍵，空間構型為平面三角形；根據BP的晶胞示意圖可知硼原子和磷原子之間的最近距離等于晶胞體對角線的，設最近距離為x，則(4x)2=4782+4782+4782，解得x=pm=119.5pm。