Question

【題目】

磷存在于人體所有細(xì)胞中，是維持骨骼和牙齒的必要物質(zhì)，幾乎參與所有生理上的化學(xué)反應(yīng)。回答下列問題：

（1）基態(tài)P原子的核外電子排布式為__________，有______個未成對電子。寫出磷及其同周期相鄰元素第一電離能的大小順序_________。

（2）磷的一種同素異形體——白磷（P4）的其鍵角為_________，推測其在CS2中的溶解度___________（填“大于”或“小于”）在水中的溶解度

（3）兩種三角錐形氣態(tài)氫化物膦（PH3）和氮（NH3）的鍵角分別為93.6°和107°，試分析PH3、的鍵角小于NH3的原因_________。寫出一種與互為等電子體的陽離子_________。

（4）PCl3中心原子雜化軌道類型為________，VSEPR 模型為_______。

（5）磷化硼（BP）是一種超硬耐磨涂層材料，下圖為其立方體晶胞，其中的每個原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，試判斷其熔點______（填“高于”或“低于”）金剛石熔點。

已知其B-P鍵長均為x cm，則其密度為_____g/cm3（列出計算式即可）

Answer 1

【答案】 1s22p63s23p3 3 P>S>Si或Si>S>P 60° 大于 電負(fù)性N強(qiáng)于P，中心原子的電負(fù)性越大，成鍵的電子對離中心原子越近，成鍵電子對之間距離越小，成鍵電子對之間的排斥力增大，鍵角變大 H3O+ sp3雜化 四面體型（正四面體型不給分） 低于 或

【解析】(1)P原子的核電荷數(shù)為15，則基態(tài)P原子的核外電子排布式為1s22p63s23p3 ，p軌道上有3個未成對電子；同周期主族元素的第一電離通常隨核電荷數(shù)增大，呈增大趨勢，但P的p軌道為半充滿結(jié)構(gòu)，相對穩(wěn)定，第一電離能較大，則Si、P、S第一電離能的大小順序P>S>Si；

(2)白磷(P4)是正四面體結(jié)構(gòu)，6個P—P鍵鍵長均相等，則其鍵角為60°，P4是含有非極性鍵的非極性分子，根據(jù)相似相溶原理，推測其在非極性溶劑CS2中的溶解度大于極性溶劑水中的溶解度；

(3)因N的非金屬性比P強(qiáng)，則電負(fù)性N強(qiáng)于P，中心原子的電負(fù)性越大，成鍵的電子對離中心原子越近，成鍵電子對之間距離越小，成鍵電子對之間的排斥力增大，鍵角變大，故PH3的鍵角小于NH3；與NH3分子互為等電子體的一種陽離子微粒，應(yīng)具有相同的價電子數(shù)8和原子數(shù)4，此微粒為H3O+；

(4)PCl3中P原子的價電子對數(shù)3，孤對電子數(shù)為=1，則P原子的雜化軌道類型為 sp3雜化，VSEPR 模型為四面體型；

(5)晶胞中：P位于頂點和面心，數(shù)目為8×+6×=4，B位于晶胞內(nèi)，數(shù)目為4，則磷化硼晶體的化學(xué)式為BP，由于磷化硼是一種超硬耐磨涂層材料，屬于原子晶體，因C的原子半徑比B和P均小，即C—C的鍵長比B—P鍵長短，則晶體BP的熔點比金剛石低；由圖示可知B-P鍵長為對晶胞對角線的，則晶胞邊長為cm，晶胞的體積為(cm)3，1mol晶胞的質(zhì)量為4×42g，故晶胞的密度為(4×42g)÷[NA×(cm)3]=g/cm3。