VA族的氮、磷、砷(As)等元素的化合物在科研和生产中有许多重要用

问题填空题

VA族的氮、磷、砷(As)等元素的化合物在科研和生产中有许多重要用途，请回答下列问题。

（1）砷的基态原子的电子排布式为。

（2）原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，N、P、As原子的第一电离能由大到小的顺序为。

（3）NH₃的沸点比PH₃高，原因是；PO₄³^－离子的立体构型为。

（4）AsH₃是无色稍有大蒜气味的气体，在AsH₃中As原子的杂化轨道类型为。

（5）H₃AsO₄和H₃AsO₃是砷的两种含氧酸,请根据结构与性质的关系，解释H₃AsO₄比H₃AsO₃酸性强的原因。

（6）磷的一种单质白磷（P₄)属于分子晶体，其晶胞结构如下图。已知最近两个白磷分子间的距离为 a pm，阿伏加德罗常数的值为N_A，则该晶体的密度为　　　 g/cm³(只要求列算式，不必计算）。

答案

（1）1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³

（2）N>P>As

（3）NH₃分子间存在较强的氢键，而PH₃分子间仅有较弱的范德华力（合理答案均计分）正四面体

（4）sp³杂化

（5）H₃AsO₄和H₃AsO₃可表示为(HO)₃AsO和(HO)₃As，H₃AsO₃中的As为+3价，而H₃AsO₄中的As为+5价，正电性更高，导致As-O-H中O的电子更向As偏移，更易电离出H⁺（合理答案均计分）

（6）或 (3分，其他合理答案也计分)

题目分析：（1）砷是33号元素，根据构造原理得基态原子的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³

（2）同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小，所以N、P、As原子的第一电离能由大到小的顺序为N>P>As

（3）NH₃的沸点比PH₃高，是因为NH₃分子间存在较强的氢键，而PH₃分子间仅有较弱的分子间作用力；根据分子立体构型的计算方法，PO₄³^－离子的价层电子对是4，无孤对电子，所以立体构型为正四面体

（4）AsH₃中As的价层电子对数是4，所以杂化轨道数也为4，因此杂化轨道类型是sp³杂化

（5）对于同种元素的含氧酸来说，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强。H₃AsO₄和H₃AsO₃可表示为(HO)₃AsO和(HO)₃As，H₃AsO₃中的As为+3价，而H₃AsO₄中的As为+5价，正电性更高，导致As-O-H中O的电子更向As偏移，越易电离出H⁺，酸性越强；

（6）在该晶胞中，实际含有4个白磷分子，其质量为4×31×4/N_Ag，最近两个白磷分子间的距离为 a pm，则立方体的棱长是√^-2^-apm=√^-2^-a×10^-10m，所以该晶体的密度ρ=m/V=496/[N_A (√^-2^-a×10^-10)³]。