Question

【題目】磷和砷的相關化合物在化工、醫藥、材料等領域有著廣泛的應用。回答下列問題：

（1）黑磷是新型材料，具有類似石墨一樣的片層結構(如圖)，層與層之間以_____結合。從結構上可以看出單層磷烯并非平面結構，但其導電性卻優于石墨烯的原因是________________。

（2）四（三苯基膦）鈀分子結構如下圖：

該物質可用于上圖所示物質A的合成：物質A中碳原子雜化軌道類型為__________；

（3）PCl5是一種白色晶體，熔融時形成一種能導電的液體，測得其中含有一種正四面體形陽離子和一種正八面體形陰離子.(該晶體的晶胞如圖所示).熔體中P－Cl的鍵長只有198 nm和206 nm兩種，寫這兩種離子的化學式為______________________；正四面體形陽離子中鍵角_____ PCl3的鍵角(填> 或<或=),原因是______________________________________.

（4）PBr5氣態分子的結構與PCl5相似，它的熔體也能導電，經測定知其中只存在一種P－Br鍵長，試用電離方程式解釋PBr5熔體能導電的原因___________________________。

Answer 1

【答案】范德華力 石墨烯中1個碳原子和周圍3個碳原子結合后還剩1個價電子 ，單層磷烯同層磷原子中1個磷原子和周圍3個磷原子結合后還剩2個價電子 sp、sp2、sp3 PCl4+和PCl6－ > PCl3中P原子有一對孤電子對，PCl4+中P沒有，孤電子對對成鍵電子的排斥力大于成鍵電子對間的排斥力 PBr5＝PBr4++Br－

【解析】

（1）黑磷具有類似石墨一樣的片層結構，石墨層間是范德華力連接，從結構上看，單層磷烯導電性優于石墨烯，從成鍵原子的電子結構分析；

（2）根據碳原子的成鍵情況要以判斷碳原子的雜化方式，物質A中甲基上的C采取sp3雜化類型，C≡N為SP雜化，碳碳雙鍵為sp2雜化；

（3）PCl5是一種白色晶體，在恒容密閉容器中加熱可在148℃液化，形成一種能導電的熔體，說明生成自由移動的陰陽離子，一種正四面體形陽離子是PCl4＋和一種正六面體形陰離子是PCl6－，即發生反應為：2PCl5=PCl4＋+PCl6－；PCl3分子中P原子有一對孤電子對，PCl4＋中P沒有孤電子對，正四面體形陽離子中鍵角小于PCl3的鍵角；

（4）PBr5氣態分子的結構與PCl5相似，說明PBr5也能電離出能導電的陰陽離子，結合產物中只存在一種P-Br鍵長書寫．

（1）黑磷具有類似石墨一樣的片層結構，石墨層間是范德華力連接，

從結構上看，單層磷烯導電性優于石墨烯，從成鍵原子的電子結構分析，石墨烯同層碳原子中，1個碳原子和周圍3個碳原子結合后，還剩1個價電子，單層磷烯同層磷原子中，1個磷原子和周圍3個磷原子結合后，還剩2個價電子，后者剩余電子多，導電性增強。

（2）物質A中甲基上的C采取sp3雜化類型，C≡N為SP雜化，碳碳雙鍵為sp2雜化；

（3）PCl5是一種白色晶體，在恒容密閉容器中加熱可在148℃液化，形成一種能導電的熔體，說明生成自由移動的陰陽離子，一種正四面體形陽離子是PCl4＋和一種正六面體形陰離子是PCl6－，即發生反應為：2PCl5=PCl4＋+PCl6－，PCl3中價層電子對個數=σ鍵個數+孤電子對個數=3+（5-3×1）/2=4，所以原子雜化方式是sp3，PCl3分子中P原子有一對孤電子對，PCl4＋中P沒有孤電子對．孤電子對對成鍵電子的排斥力大于成鍵電子對間的排斥力，所以PCl5中正四面體形陽離子（PCl4＋）中鍵角大于PCl3的鍵角。

（4）PBr5氣態分子的結構與PCl5相似，說明PBr5也能電離出能導電的陰、陽離子，而產物中只存在一種P-Br鍵長，所以發生這樣電離PBr5═PBr4＋+Br－。