Question

【題目】含 鹵 族 元 素 的 化 合 物 在 科 研 和 生 產 中 有 許 多 重 要 用 途 。 如 ： 2 m o l S b ( C H 3 ) 3 、 2 m o lSb(CH3)2Br 和 2molSb(CH3)Br2 進行重組反應可生成空間位阻最小的離子化合物：[Sb2(CH3)5]2 [Sb2(CH3)2Br6]，已知 Sb 與 N 同主族。請回答：

（1） 中，H、C、Br 的電負性由小到大的順序為_____，溴原子的價電子排布式 為_____。

（2）[Sb2(CH3)5] +的結構式為，Sb 原子的雜化軌道類型為_____。寫出一種與CH3 -互為等電子體的分子_____。

（3）X 射線衍射測定等發現，I3AsF6 中存在 I3+ 離子。I3+ 離子的幾何構型為_____。

（4）一定條件下 SbCl3 與 GaCl3 以物質的量之比為 l：l 混合得到一種固態離子化合物，其結構組成可能 為：(a) [GaCl2+ ][SbCl4- ]或(b) [SbCl2+ ][GaCl4- ]，該離子化合物最可能的結構組成為_____ (填“a”或“b”)，理由是_____。

（5）固態 PCl5 結構中存在 PCl4＋ 和 PCl6 -兩種離子，其晶胞如圖所示。

已知晶胞的邊長為 a pm ，阿伏加德羅常數值用 NA表示。則 PCl4＋ 和 PCl6 - 之間的最短距離為_____pm，固態 PCl5 的密度為_____gcm-3。

Answer 1

【答案】H<C<Br 4s24p5 sp3 雜化 NH3 V 形 b GaCl3 分子中，Ga 原子周圍價層電子對數為 3，是電子對的接受體，更容易與 Cl—上的孤電子對結合，形成配位鍵，構成[GaCl4-]離子，因此可能結構應是[SbCl2+][GaCl4-] a

【解析】

（1）元素的非金屬性越強，電負性數值越大，H、C、Br的電負性由大到小的順序為Br>C>H；溴為35號元素，其價電子排布式為：4s24p5，故答案為：H<C<Br、4s24p5；

（2）根據[Sb2(CH3)5] +的結構式可知，Sb原子的價層電子對數均=4，采用sp3雜化；CH3-中含有4個原子、10個電子，與CH3-互為等電子體的分子NH3，故答案為：sp3雜化；NH3；

（3）I3+中心I原子外層6個電子，其中兩個分別和兩端I原子生成共價鍵，剩余4個電子是兩對孤對電子。于是中心I原子有4對價電子對，其中兩對成鍵電子對，兩對孤對電子對，四對電子對是sp3雜化，空間構型是V型；故答案為：V形；

（4）[SbCl2+]中Sb的價層電子對數=2+ (5-1+2×1)=3，[GaCl2+]中Ga的價層電子對數=2+ (3-1+2×1)=2；[SbCl2+][GaCl4-]陽離子中的Sb呈+3價符合N族元素價鍵規律，陰離子中的Ga有三個電子與三個Cl原子形成三個共用電子對后還有一個空P軌道，可以結合一個氯離子形成8電子穩定結構；[GaCl2+][SbCl4-]中陽離子鎵呈正三價符合第IIIA族元素價鍵規律，但是陰離子中Sb原子周圍卻有9個電子，比8電子穩定結構多一個電子，故不穩定，因此結構應是[SbCl2+][GaCl4-]，故答案為：b；GaCl3分子中，Ga原子周圍價層電子對數為3，是電子對的接受體，更容易與Cl—上的孤電子對結合，形成配位鍵，構成[GaCl4—]離子，因此可能結構應是[SbCl2+][GaCl4—]；

（5）根據圖示，則PCl4+和PCl6-之間的最短距離為體對角線長度的一半=a pm；

由晶胞結構可知，PCl4+和PCl6-的數目分別為8×=1和1，則晶胞質量為g，晶胞邊長為a pm，則晶胞密度g÷(a×10-10cm)3=g/cm3，故答案為： a； 。