Question

【題目】磷的單質(zhì)及其化合物用途非常廣泛。回答下列問題:

（1）基態(tài)磷原子價電子軌道表示式為______________________；磷的第一電離能比硫大，其原因是_____________________________________________。

（2）已知反應6P2H4==P4+ 8PH3↑。P2H4分子中磷原子雜化類型是________________；P4分子的幾何構型是________________________。

（3）N和P同主族。

①NH3的沸點比PH3高，其原因是_________________________；NH3分子中鍵角比PH3分子中鍵角大，其原因是______________________________________________。

②氮原子間可形成氮氮雙鍵或氮氮叁鍵，而磷原子之間難以形成雙鍵或叁鍵。從原子結構角度分析，原因是___________________________________________。

（4）磷化銦是一種半導體材料，其晶胞如下圖所示，晶胞參數(shù)為a nm。In 的配位數(shù)為_______________；與In原子間距離為a nm 的In 原子有________個。

Answer 1

【答案】 磷的3P軌道處于半充滿狀態(tài)，較穩(wěn)定 sp3 正四面體 NH3分子間可以形成氫鍵，PH3不能 N的電負性大于P，成鍵電子對偏向N，從而增加了成鍵電子對間的斥力，鍵角變大 磷的原子半徑大，磷原子間形成的σ鍵較長，p一p軌道間肩并肩重疊程度很小或幾乎不能重疊，難以形成π鍵 4 12

【解析】（1）P為15號元素，P的核外電子排布式為1s22s22p63s23p3，則其價電子排布式為3s23p3，所以基態(tài)磷原子價電子軌道表示式為，磷原子最外層能級中，3p電子處于半滿狀態(tài)，相對比較穩(wěn)定，失電子較難。答案為： 、磷的3P軌道處于半充滿狀態(tài)，較穩(wěn)定

（2）P2H4分子中磷原子可以形成3個σ鍵，還有1對孤對電子，所以磷原子雜化類型是sp3雜化；在白磷中，磷原子的5個價電子中的3個形成了3個σ鍵，還剩下1個未成鍵價電子對，其非π鍵價層電子對總數(shù)是4，需要形成4個雜化軌道而采用sp3雜化，所以白磷分子是正四面體形結構。答案為：sp3 、正四面體

（3）①NH3和PH3為分子晶體，隨著相對分子質(zhì)量的增大，分子間作用力逐漸增大，熔沸點逐漸升高，但是NH3分子間可以形成氫鍵，PH3不能，故NH3的沸點比PH3高；N的電負性大于P，NH3中N－H鍵的鍵長比PH3中P－H鍵的鍵長要短，所以在NH3中成鍵電子對更靠近N，排斥力更大，以致鍵角更大. ②P原子半徑大，原子間形成的σ單鍵較長，p-p軌道肩并肩重疊程度很小或幾乎不能重疊,所以難以形成π鍵。故答案為：①NH3分子間可以形成氫鍵，PH3不能 、N的電負性大于P，成鍵電子對偏向N，從而增加了成鍵電子對間的斥力，鍵角變大 ②磷的原子半徑大，磷原子間形成的σ鍵較長，p一p軌道間肩并肩重疊程度很小或幾乎不能重疊，難以形成π鍵

（4）根據(jù)晶胞圖可知磷化銦晶胞中：In原子數(shù)目為8×+6×=4，P原子數(shù)目為4，所以In的配位數(shù)為4；由于晶胞的邊長為anm，設晶胞中在一個平面上處于對角線上的In原子間距離為x nm,則x2=a2+ a2，所以x=anm，因此與In原子間距離為anm的In原子有幾個，也就是In原子周圍與In原子處于對角線中心的In原子有幾個，根據(jù)晶胞結構圖可知有12個。答案為：4、 12