Question

【題目】磷存在于人體所有細胞中，是維持骨骼和牙齒的必要物質，幾乎參與所有生理上的化學反應。回答下列問題：

（1）基態P原子的價電子排布式為___。

（2）磷的一種同素異形體——白磷(P4)的空間構型為___，其鍵角為__，推測其在CS2中的溶解度___(填“大于”或“小于”)在水中的溶解度。

（3）膦(PH3)和氨(NH3)的鍵角分別為93.6°和107°，試用價層電子對互斥理論分析PH3的鍵角小于NH3的原因：___。

（4）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、B兩種微粒分別與CCl4、SF6互為等電子體，則A、B的化學式分別為___、__，A的中心原子雜化軌道類型為___。

（5）第三周期主族元素中，按第一電離能大小排序，第一電離能在磷和鋁之間的元素是__（填元素符號）。

（6）氮化硼、氮化鋁、氮化鎵的結構類似于金剛石，熔點如下表所示。試從結構的角度分析它們熔點不同的原因：__。

物質	BN	AlN	GaN
熔點/℃	3000	2200	1700

Answer 1

【答案】3s23p3 正四面體 60° 大于 電負性N強于P，中心原子的電負性越大，成鍵電子對離中心原子越近，成鍵電子對之間距離越小，成鍵電子對之間的排斥力增大，鍵角變大 PCl4+ PCl6- sp3 Mg、Si、S 氮化硼、氮化鋁、氮化鎵都是原子晶體，硼、鋁、鎵的原子半徑逐漸增大，鍵長增長，鍵能減小，熔點降低

【解析】

(1)基態P原子的核電荷數為15，根據核外電子排布規律來寫價電子排布式；

(2)白磷分子是正四面體結構，四個P原子位于正四面體頂點上，物質溶解性遵循相似相溶原理；

(3)NH3中N原子成3個σ鍵，有一對未成鍵的孤對電子，雜化軌道數為4，采取sp3型雜化雜化，孤對電子對成鍵電子的排斥作用較強，氨氣分子空間構型是三角錐形，電負性N強于P，中心原子的電負性越大，成鍵電子對離中心原子越近，成鍵電子對之間距離越小；

(4)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-；

(5)同周期隨原子序數增大元素第一電離能呈增大趨勢，IIA族、VA族為全充滿或半充滿穩定狀態，第一電離能高于同周期相鄰元素的；

(6)氮化硼、氮化鋁、氮化鎵都是原子晶體，鍵長越短，鍵能越大，共價鍵越穩定，物質熔點越高。

(1)P原子核外有15個電子，核外電子排布式為：1s22s22p63s23p3，則基態P原子的價電子排布式為3s23p3；

(2)白磷分子是正四面體結構，四個P原子位于正四面體頂點上，所以鍵角是60°，為非極性分子，相似相容原理可知，易溶于非極性溶劑中，二硫化碳為非極性溶劑，所以白磷在CS2中的溶解度大于在水中的溶解度；

(3)NH3中N原子成3個σ鍵，有一對未成鍵的孤對電子，雜化軌道數為4，采取sp3型雜化雜化，孤對電子對成鍵電子的排斥作用較強，N-H之間的鍵角小于109°28′，所以氨氣分子空間構型是三角錐形，電負性N強于P，中心原子的電負性越大，成鍵電子對離中心原子越近，成鍵電子對之間距離越小，成鍵電子對之間的排斥力增大，鍵角變大，PH3的鍵角小于NH3的鍵角；

(4)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-，已知A、B兩種微粒分別與CCl4、SF6互為等電子體，則A為：PCl4+，PCl4+中P沒有孤電子對。含四個σ鍵，所以原子雜化方式是sp3，B為：PCl6-；

(5)同周期隨原子序數增大元素第一電離能呈增大趨勢，IIA族、VA族為全充滿或半充滿穩定狀態，第一電離能高于同周期相鄰元素的，第三周期主族元素中，第一電離能在磷和鋁之間的元素有：S、Si、Mg；

(6)氮化硼、氮化鋁、氮化鎵它們熔點的不同，其主要原因是氮化硼、氮化鋁、氮化鎵都是原子晶體，硼、鋁、鎵的原子半徑逐漸增大，鍵長增長，鍵能減小，熔點降低。