Question

第VA族元素及其化合物在生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應(yīng)用
（1）砷的電子排布式為

 

，N、P、As三種元素的最常見氫化物沸點由高到低的順序為

 

，高純度砷可用于生產(chǎn)具有“半導(dǎo)體貴族”之稱的新型半導(dǎo)體材料GaAs，在GaAs晶體中，Ga、As原子最外電子層均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則GaAs晶體中砷的配位數(shù)為

 

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（2）對硝基苯酚水合物是一種具有特殊功能的物質(zhì)，其結(jié)構(gòu)簡式為．
①該物質(zhì)中幾種元素的第一電離能由大到小的順序是

 

，該物質(zhì)的晶體中肯定不存在的作用力是

 

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a．氫鍵  b．極性鍵   c．范德華力   d．離子鍵    e．σ鍵
②已知-NO₂是吸電子基團，據(jù)此判斷相同溫度下其電離平衡常數(shù)K₁與苯酚（）的電離平衡常數(shù)K₂的相對大小

 

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（3）科學(xué)家將NaNO₃和Na₂O在一定條件下反應(yīng)得到一種白色晶體，已知其中陰離子與SO₄^2-互為等電子體，則該陰離子的化學(xué)式是

 

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（4）多聚磷酸鈉是一種高品質(zhì)的海產(chǎn)品添加劑，多聚磷酸鈉是由Na⁺與多聚磷酸根離子組成的，多聚磷酸根是由多個磷氧四面體通過共用角頂氧原子成直鏈狀而連接起來的，該酸根可表示組成可表示如下：

①磷原子的雜化類型為

 

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②多聚磷酸鈉（設(shè)含有n個磷原子）的組成通式可表示為

 

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Answer 1

考點：原子核外電子排布,配合物的成鍵情況,晶胞的計算,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：原子組成與結(jié)構(gòu)專題,化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）根據(jù)構(gòu)造原理書寫核外電子排布式；NH₃分子間存在氫鍵，沸點最高，分子的相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，分子晶體的沸點越高；由晶體中鎵、砷原子最外層電子數(shù)目知，鎵與砷之間形成了四個共價鍵（其中有一個為配位鍵），晶體中每個鎵原子、砷原子均與另外四個原子成鍵；
（2）同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素；同一主族元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈減��；陰陽離子之間存在離子鍵，非金屬元素之間存在共價鍵，不同分子間還存在范德華力，氧原子和氫原子間存在氫鍵；
由于-NO₂的吸電子能力，導(dǎo)致苯環(huán)上電子移向硝基，進(jìn)一步導(dǎo)致-OH的共用電子對偏向氧，使O-H鍵極性增強，更易電離出H⁺，酸性增強；
（3）原子個數(shù)相等價電子數(shù)相等的微粒屬于等電子體，且等電子體結(jié)構(gòu)相似，陰離子與SO₄^2-互為等電子體，則該離子是NO₄ ^3-；
（4）①根據(jù)價層電子對互斥理論確定其雜化方式，
②由給出的多聚磷酸根結(jié)構(gòu)式知，含有n個多聚磷酸根離子，相當(dāng)于是n個磷酸根離子中去掉了（n-1）氧原子，從而確定分子式．

解答： 解：（1）砷的原子序數(shù)為33，為第四周期元素，電子排布式為：[Ar]3d¹⁰4s²4p³；由于NH₃分子間存在氫鍵，所以NH₃的沸點最高，由于AsH₃的相對分子質(zhì)量大于PH₃，故AsH₃的沸點高于PH₃，所以沸點：NH₃＞AsH₃＞PH₃；由晶體中鎵、砷原子最外層電子數(shù)目知，鎵與砷之間形成了四個共價鍵（其中有一個為配位鍵），晶體中每個鎵原子、砷原子均與另外四個原子成鍵，故配位數(shù)為4；
故答案為：[Ar]3d¹⁰4s²4p³；NH₃＞AsH₃＞PH₃；4；
（2）同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素，所以第一電離：N＞O＞C；同一主族元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈減小，所以第一電離：N＞O＞C＞H；由對硝基苯酚水合物的組成知其晶體為分子晶體，苯酚中的羥基與結(jié)晶水之間存在氫鍵，不同分子間還存在范德華力，氧與氫原子間形成的化學(xué)鍵是極性鍵也是σ鍵，但沒有離子鍵；由于-NO₂的吸電子能力，導(dǎo)致苯環(huán)上電子移向硝基，進(jìn)一步導(dǎo)致-OH的共用電子對偏向氧，使O-H鍵極性增強，更易電離出H⁺，酸性增強，電離程度增大，電離平衡常數(shù)：K₁＞K₂；
故答案為：N＞O＞C＞H；d；K₁＞K₂；
（3）根據(jù)等電子體知識可知，該離子的化學(xué)式為NO₄^3-；
故答案為：NO₄^3-；
（4）①磷原子形成了四個σ鍵，沒有孤電子對，價電子對數(shù)為4，故呈sp³雜化；
故答案為：sp³；
②由給出的多聚磷酸根結(jié)構(gòu)式知，含有n個多聚磷酸根離子，相當(dāng)于是n個磷酸根離子中去掉了（n-1）氧原子，所帶電荷為-2×（3n+1）+5n=-（n+2），由化合價規(guī)則知磷酸鈉的組成為Na_n+1P_nO_3n+1；
故答案為：sp³；Na_n+1P_nO_3n+1；

點評：本題考查電子排布式的書寫、雜化方式的判斷、沸點的判斷、等電子體等知識點，同時考查分析、解決問題的能力，難度中等．