Question

【題目】氮族元素中有N、P、As三種非金屬元素，請回答下列相關問題。

(1)基態砷原子的價電子排布式為_________________，同周期元素原子中與其含有相同數目未成對電子的是___________________(填元素符號)。

(2)雄黃(As4S4)是很多人熟悉的一種物質，其分子結構如圖所示，分子中所有原子最外層均達到8電子結構。分子中含有的σ鍵的數目是__________________，●表示的原子是______________，該原子的雜化形式是____________________。

(3)硝酸的沸點較低，從氫鍵的角度推斷其可能的原因是_______________________。硝酸根的空間構型是_____________________。

(4)白磷(P4)晶體中分子堆積方式屬于分子密堆積，每個分子周圍緊鄰的分子有_________個。若白磷晶體晶胞的棱長為ypm，阿伏伽德羅常數的數值用NA表示，則白磷晶體的密度為____________g·cm-3。

Answer 1

【答案】 4S24P3 V、Co 10 砷 sp3雜化 硝酸中存在分子內氫鍵 平面三角形 12

【解析】 (1)基態砷原子的價電子排布式為4S24P3，其未成對電子數是3個，同周期元素原子中與其含有相同數目未成對電子的是V、Co（它們的價電子排布分別為3d34s2和3d74s2）。

(2)由雄黃(As4S4)的分子結構示意圖可知，其分子中含有的σ鍵的數目是10，●表示的原子與相鄰的原子形成3個共價鍵，所以該原子是砷，每個砷原子還有1個孤電子對，所以該原子的雜化形式是sp3雜化。

(3)硝酸的沸點較低，從氫鍵的角度推斷其可能的原因是：硝酸中存在分子內氫鍵。硝酸根中氮原子的雜化類型是sp2雜化，氮原子形成了3個σ鍵，所以其空間構型是平面三角形。

(4)白磷(P4)晶體中分子堆積方式屬于分子密堆積，類比金屬晶體中金屬原子的密堆積，可知每個分子周圍緊鄰的分子有12個。密堆積可能是面心立方堆積也可能是六方堆積，但是兩種堆積方式的空間利用率是相同的。已知白磷晶體晶胞的棱長為ypm，則其晶胞為面心立方，每個晶胞中有4個白磷分子，白磷晶體晶胞的棱長為ypm，阿伏加德羅常數的數值用NA表示，則NA個晶胞的質量和體積分別是496g和cm3，則白磷晶體的密度為g·cm-3。