Question

【題目】氮、磷、砷為同主族元素，回答下列問題：

（1）基態As原子的核外電子排布式為_______。

（2）鎵氮砷合金材料的太陽能電池效率達40%，這3種元素的電負性由大至小的順序是______ （用元素符號表示）

（3）As4O6的分子結構如左下圖所示，其中As原子的雜化方式為______________，1 mol As406含有σ鍵的物質的量為_______。

（4）該族氫化物RH3(NH3、PH3、AsH3)的某種性質隨R的核電荷數的變化趨勢如右上圖所示。則Y軸可表示的氫化物（RH3）性質可能是__________。

A.穩定性 B.沸點 C.R-H鍵能 D.分子間作用力

（5）AsH3的沸點（-62.5℃）比NH3的沸點（-33.5℃）低，原因是_____________________

（6）NH4+中的H—N—H的鍵角比 NH3中的H—N—H的鍵角_______（填”大”或”小”），原因是_______________________________________________

Answer 1

【答案】 [Ar]3d104s24p3 N>As>Ga sp3 12mol AC NH3分子間能形成氫鍵，而As的原子半徑比N的大，電負性比N的小，AsH3分子間不能形成氫鍵 大 NH4+中無孤電子對，而NH3中有一對孤電子對，對成鍵電子對的斥力大，導致NH3中的鍵角小于NH4+

【解析】（1）砷是33號元素，所以基態As原子的核外電子排布式為[Ar]3d104s24p3 。

（2）同一周期元素原子序數越大，電負性越大；同一主族元素，原子序數越小，電負性越大。鎵、氮、砷這3種元素中，氮和砷是第VA族元素，氮的非金屬性較強，所以氮的電負性較大；砷和鎵都是第4周期元素，鎵是31號元素，所以的電負性由大至小的順序是N>As>Ga

（3）看圖可知，As4O6的分子中每個砷原子與鄰近的3個O原子形成σ鍵，每個砷原子還有一個孤電子對，所以As原子的雜化方式為sp3；每 個As4O6分子中有12個σ鍵，所以1 mol As406含有σ鍵的物質的量為12mol。

（4）同一主族元素的氣態氫化物，非金屬性越強的越穩定，其分子內的共價鍵的鍵能越大，所以Y軸可表示的氫化物（RH3）性質可能是AC。

（5）AsH3的沸點（-62.5℃）比NH3的沸點（-33.5℃）低，原因是NH3分子間能形成氫鍵，而As的原子半徑比N的大，電負性比N的小，AsH3分子間不能形成氫鍵。

（6）根據價層電子對互斥理論，孤電子對對成鍵電子對的斥力更大。由于NH4+中無孤電子對，而NH3中有一對孤電子對，對成鍵電子對的斥力大，導致NH3中的鍵角小于NH4+。