Question

【題目】氮(N)、磷(P)、砷(As)等都是VA族元素,該族元素的化合物在研究和生產中有許多重要用途。回答下列問題：

（1）As原子的價電子排布式為____________。

（2）P和S是同一周期的兩種元素，P的第一電離能比S大，原因是________________。

（3）NH4+中H—N—H的鍵角比NH3分子中的鍵角________（填“大”或“小”），原因是____________。

（4）NaAsO4中含有的化學鍵類型包括__________；AsO43-的空間構型為_____________；As4O6的分子結構如下圖所示，則在該化合物中As原子的雜化方式是____________。

（5）2017年1月27日，我國科學家在《Science》雜質上發表論文，在全氮陰離子鹽合成上取得重大進展，首次制得試問下穩定，含有N5-離子的鹽（具有超高能量密度的化合物），N5-離子中氮元素的平均化合價為_____。

（6）白磷（P）的晶體屬于分子晶體，其晶胞結構如下圖（小圓圈表示白磷分子）。該晶胞中含有的P原子數為_______；已知該晶胞的邊長為a cm，阿伏加德羅常數為NAmol-1，則該晶體的密度為_____g·cm-3（用含有NA的式子表示）

Answer 1

【答案】 4s24p3 P的3p軌道是半充滿狀態，比較穩定，所以第一電離能比硫的大 大 NH中的氮原子上均為成鍵電子，而NH3分子中的氮原子上有一對孤對電子，孤對電子和成鍵電子之間的排斥力強于成鍵電子和成鍵電子之間的排斥力 離子鍵、共價鍵 正四面體 sp3 - 16

【解析】（1）As位于第四周期第VA族，原子的價電子排布式為4s24p3。

（2）P和S是同一周期的兩種元素，P的第一電離能比S大，原因是P的3p軌道是半充滿狀態，比較穩定，所以第一電離能比硫的大。

（3）NH4+中H—N—H的鍵角比NH3分子中的大，原因是NH中的氮原子上均為成鍵電子，而NH3分子中的氮原子上有一對孤對電子，孤對電子和成鍵電子之間的排斥力強于成鍵電子和成鍵電子之間的排斥力。

（4）NaAsO4中含有的化學鍵類型包括離子鍵、共價鍵；AsO43-中中心原子的價電子對數為4對，所以其空間構型為正四面體；As4O6中As原子連接3根化學鍵，所以雜化方式是sp3。

（5）根據化合價規則，5個N原子總共為-1價，所以N5-離子中氮元素的平均化合價為- 價。

（6）每1個白磷分子含4個P原子，該晶胞中含有4個白磷分子，所以P原子數為16；晶體的密度=晶胞質量÷晶胞體積=。