Question

【題目】我們利用物質的結構與性質對周期表進行研究，有助于我們更好地掌握同類知識。

（1）基態砷原子中，價電子占用__個原子軌道；雌黃分子式為As2S3，分子結構如圖，則砷原子的雜化方式為__。

（2）向CuSO4溶液中加入少量氨水生成藍色沉淀，繼續加入過量氨水沉淀溶解，得到深藍色透明溶液，最后向該溶液中加入一定量乙醇，析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶體；該晶體所含的非金屬元素中，N、O、S第一電離能由大到小的順序是__(填元素符號)，SO42-的空間構型為__，晶體中含有的化學鍵有__。加入乙醇后析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶體的原因是__。

（3）常溫下PCl5是一種白色晶體，其立方晶系晶體結構模型如圖所示，由A、B兩種微粒構成。將其加熱至148℃熔化，形成一種能導電的熔體。已知A微粒與CCl4具有相同的空間構型和相似的化學鍵特征，則A為__，B為__。

（4）磷化硼(BP)是一種超硬耐磨涂層材料，如圖為其立方晶胞。已知晶體中最近的硼原子和磷原子核間距為xcm，磷化硼的摩爾質量為bg·mol-1，阿伏加德羅常數為NA，則磷化硼晶體密度的表達式為__g·cm-3。

Answer 1

【答案】4 sp3雜化 N>O>S 正四面體 離子鍵、共價鍵和配位鍵 乙醇分子極性比水分子極性弱，加入乙醇降低溶劑的極性，從而減小溶質的溶解度 PCl4+ PCl6-

【解析】

(1)基態砷原子中，4p軌道的3個電子要分占不同的軌道并且自旋狀態相同；由雌黃分子結構示意圖可知，每個砷原子與3個硫原子形成3個σ鍵，由于其價電子數是5個，所以該分子中砷原子有1個孤電子對，根據價層電子對互斥理論，中心原子的價電子對數為4；

（2）一般非金屬性越強的元素的第一電離能也越大；SO42-的價層電子對數為4，孤對電子數為0，空間構型為正四面體；[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶體是一種配合物，其內界中心原子銅離子和配體氨分子之間形成配位鍵，氨分子內有極性鍵，外界硫酸根與內界之間形成離子鍵；加入乙醇后析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶體的原因是乙醇分子極性比水分子極性弱，加入乙醇降低溶劑的極性；

(3)A微粒與CCl4具有相同的空間構型和相似的化學鍵特征，所以A與四氯化碳是等電子體，則A為PCl4+，由質量守恒和電荷守恒可知B為PCl6—；

（4）由分攤法計算可得。

(1)基態砷原子中，價電子排布式為4s24p3，根據洪特規則，4p軌道的3個電子要分占不同的軌道并且自旋狀態相同，所以其價電子共占用4個原子軌道；由雌黃分子結構示意圖可知，每個砷原子與3個硫原子形成3個σ鍵，由于其價電子數是5個，所以該分子中砷原子有1個孤電子對，根據價層電子對互斥理論，中心原子的價電子對數為4，所以中心原子的雜化方式為sp3雜化，故答案為：4；sp3雜化；

（2）一般非金屬性越強的元素的第一電離能也越大，但是每個周期的ⅡA(s軌道全滿)和ⅤA族(p軌道半充滿)元素因其原子結構的特殊性，其第一電離能高于相鄰元素，所以N、O、S第一電離能由大到小的順序是N>O>S；SO42-的價層電子對數為4，孤對電子數為0，空間構型為正四面體；[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶體是一種配合物，其內界中心原子銅離子和配體氨分子之間形成配位鍵，氨分子內有極性鍵，外界硫酸根與內界之間形成離子鍵；加入乙醇后析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶體的原因是乙醇分子極性比水分子極性弱，加入乙醇降低溶劑的極性，從而減小溶質的溶解度，故答案為：N>O>S；正四面；離子鍵、共價鍵和配位鍵；乙醇分子極性比水分子極性弱，加入乙醇降低溶劑的極性，從而減小溶質的溶解度；

(3)A微粒與CCl4具有相同的空間構型和相似的化學鍵特征，所以A與四氯化碳是等電子體，則A為PCl4+，由質量守恒和電荷守恒可知B為PCl6—，故答案為：PCl4+；PCl6-；

(4)該晶胞中含有4個硼原子和4個磷原子。如果把晶胞分成8個相同的小立方，則硼原子恰好可以位于其中4個小立方的體心，設晶胞的邊長為2a，晶體中最近的硼原子和磷原子核間距為x cm，則x＝acm，所以a＝x，1 mol該晶胞的體積為NA(2a)3＝NA( cm)3，磷化硼的摩爾質量為b g·mol－1，則1 mol該晶胞中含BP 4 mol，其質量為4b g，所以磷化硼晶體密度的表達式為g·cm－3，故答案為：。