Question

【題目】【化學(xué)―選修 3 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】

氮族元素（Nitrogen group）是元素周期表VA 族的所有元素，包括氮（N）、磷（P）、砷（As）、銻（Sb）、鉍（Bi）和Uup共計(jì)六種。

（1）氮族元素的外圍電子排布式的通式為 ；基態(tài)磷原子中，電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為 ，該能層具有的原子軌道數(shù)為 。

（2）PH3分子的VSEPR模型為______________,鍵角NH3 H2O（填“>”、“<”或“=”)。

（3）氮的最高價(jià)氧化物為無色晶體，它由兩種離子構(gòu)成：已知其陰離子構(gòu)型為平面正三角形，則其陽離子中氮的雜化方式為 。

（4）從化合物NF3和NH3的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系比較，回答它們兩者如下性質(zhì)差異原因：

①NF3的沸點(diǎn)為－129℃，而NH3的沸點(diǎn)為－33℃，其原因是 。

②NH3易與Cu2+反應(yīng)，而NF3卻不能，其原因是 。

（5）磷化硼是一種受到高度關(guān)注的耐磨涂料，它可用作金屬的表面保護(hù)層，磷化硼晶體的晶胞結(jié)構(gòu)與金剛石類似，磷原子作面心立方最密堆積，則硼原子的配位數(shù)為________；已知磷化硼的晶胞邊長a=" 478" pm，計(jì)算晶體中硼原子和磷原子的核間距（dB-P）=__________pm（保留三位有效數(shù)字）。

Answer 1

【答案】（1）ns2np3M 9（2）（1）四面體形 ＞ （3）sp雜化

（4）①NH3分子間存在較強(qiáng)的氫鍵，而NF3分子間僅有較弱的范德華力

②NF3中F的高電負(fù)性，降低了N的最外層孤對電子云密度，所以NF3不能與Cu2+形成穩(wěn)定配位鍵

（5）4 （dB-P）=1/4××a=207pm

【解析】試題分析：（1）氮族元素是第ⅤA族元素，則氮族元素的外圍電子排布式的通式為ns2np3；P是15號(hào)元素，核外電子排布式為1s22s22p63s23p3，則基態(tài)磷原子中，電子占據(jù)的最高能層是第3層，能層符號(hào)為M ，該能層具有的原子軌道數(shù)為9。

（2）根據(jù)價(jià)層電子對互斥理論，PH3分子中價(jià)層電子對=3+(5-3)÷2=4，則PH3分子的VSEPR模型為四面體形,根據(jù)價(jià)層電子對互斥理論，NH3是三角錐形分子，有一對孤對電子，水是V形分子，有2對孤對電子，由于孤對電子對成鍵電子的斥力大，則鍵角NH3> H2O。

（3）氮的最高價(jià)氧化物N2O5為無色晶體，它由兩種離子構(gòu)成，已知其陰離子構(gòu)型為平面正三角形，則陰離子是硝酸根離子（NO3-)，所以陽離子為NO2+，價(jià)層電子對=2+（4-4）÷2=2，則陽離子中氮的雜化軌道類型為sp雜化。

（4）①因?yàn)?/span>NH3分子間存在較強(qiáng)的氫鍵，而NF3分子間僅有較弱的范德華力，所以NF3的沸點(diǎn)比NH3的沸點(diǎn)為低。

②因?yàn)?/span>NF3中F的高電負(fù)性，降低了N的最外層孤對電子云密度，所以NF3不能與Cu2+形成穩(wěn)定的配位鍵，所以NH3易與Cu2+反應(yīng)，而NF3卻不能。

（5）磷化硼晶體的晶胞結(jié)構(gòu)與金剛石類似，磷原子作面心立方最密堆積，4個(gè)硼原子位于互不相鄰的1/8晶胞的體心，這個(gè)小立方體的體心是B原子，4個(gè)頂點(diǎn)有4個(gè)P原子，則硼原子的配位數(shù)為4；根據(jù)磷化硼晶胞的特征，已知磷化硼的晶胞邊長a=" 478" pm，則晶體中硼原子和磷原子的核間距（dB-P）=a/2×÷2=1/4××a="207pm" 。