Question

【題目】[化學(xué)—選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]

含硼、氮、磷的化合物有許多重要用途，如：(CH3)3N、Cu3P、磷化硼等�；卮鹣铝袉�(wèn)題：

(1)基態(tài)B原子電子占據(jù)最高能級(jí)的電子云輪廓圖為____；基態(tài)Cu+的核外電子排布式為 ___。

(2)化合物(CH3)3N分子中N原子雜化方式為 ___，該物質(zhì)能溶于水的原因是 ___。

(3)PH3分子的鍵角小于NH3分子的原因是 ___；亞磷酸(H3PO3)是磷元素的一種含氧酸，與NaOH反應(yīng)只生成NaH2PO3和Na2HPO3兩種鹽，則H3PO3分子的結(jié)構(gòu)式 為____。

(4)磷化硼是一種耐磨涂料，它可用作金屬的表面保護(hù)層。磷化硼晶體晶胞如圖1所示：

①在一個(gè)晶胞中磷原子的配位數(shù)為____。

②已知磷化硼晶體的密度為ρg/cm3，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則B-P鍵長(zhǎng)為____pm。

③磷化硼晶胞沿著體對(duì)角線(xiàn)方向的投影如圖2，請(qǐng)?jiān)诖痤}卡上將表示B原子的圓圈涂黑________。

Answer 1

【答案】啞鈴形或紡錐形 [Ar]3d10 sp3雜化 (CH3)3N為極性分子，且可與水分子間形成氫鍵 電負(fù)性N>P，成鍵電子對(duì)離中心原子越近，成鍵電子對(duì)之間的排斥力就越大，因而鍵角就變大 或 4 或

【解析】

(1)第ⅢA族的價(jià)電子排布為ns2np1，由基態(tài)Cu的電子排布式書(shū)寫(xiě)Cu+的電子排布式；

(2)根據(jù)所形成的σ鍵數(shù)和孤電子對(duì)數(shù)判斷雜化類(lèi)型；根據(jù)影響物質(zhì)溶解性的因素分析；

(3)根據(jù)P和N的電負(fù)性不同分析鍵角差異；由生成的鹽的種類(lèi)判斷H3PO3為二元酸，結(jié)合P原子的最外層電子數(shù)分析；

(4)根據(jù)結(jié)構(gòu)確定配位數(shù)，根據(jù)密度，求解晶胞的相關(guān)數(shù)據(jù)；

(1)B為5號(hào)元素，位于第二周期第ⅢA族元素，其電子排布為1s22s22p1，占據(jù)的最高的能級(jí)為2p能級(jí)，p能級(jí)的電子云輪廓圖為啞鈴形或紡錐形；基態(tài)Cu的核外電子排布為[Ar] 3d104s1，形成離子是從最外層開(kāi)始失去， Cu＋的電子排布式為[Ar]3d10；

(2)(CH3)3N中，N形成3個(gè)σ鍵，N上還有1對(duì)孤電子對(duì)，則N為sp3雜化；(CH3)3N和H2O都為極性分子，而且(CH3)3N分子可以與H2O分子間形成氫鍵，所以(CH3)3N能溶于水；答案為：sp3雜化 (CH3)3N為極性分子，且可與水分子間形成氫鍵；

(3)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論，PH3中的P和NH3中的N的價(jià)層電子對(duì)數(shù)都為4，孤電子對(duì)數(shù)都為1，PH3和NH3都是三角錐形，但是P的電負(fù)性沒(méi)有N的電負(fù)性強(qiáng)，成鍵電子對(duì)離中心原子越近，成鍵電子對(duì)之間的排斥力就越大，因而鍵角就變大，故PH3分子的鍵角小于NH3分子；亞磷酸(H3PO3)是磷元素的一種含氧酸，與NaOH反應(yīng)只生成NaH2PO3和Na2HPO3兩種鹽，說(shuō)明H3PO3為二元酸，H3PO3分子中含2個(gè)羥基，P原子最外層有5個(gè)電子，則H3PO3的結(jié)構(gòu)式為或；

(4)①黑球?yàn)榱自�子，根�?jù)晶胞分析，P原子作面心立方最密堆積，從上底面面心的P原子分析，周?chē)�等距且最近�?/span>B原子有4個(gè)，即P原子的配位數(shù)為4；

②1個(gè)晶胞中，包含P原子數(shù)目為8×1/8＋6×1/2=4個(gè)，含有B原子數(shù)目為4個(gè)，則1mol晶胞的質(zhì)量為m=42×4g；設(shè)晶胞的邊長(zhǎng)為apm，則晶胞的體積（a×10-10cm）3=÷ρg/cm3，則a=pm，B-P鍵長(zhǎng)為a的，則B—P鍵長(zhǎng)為 pm；

③根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)分析，立方磷化硼晶胞沿著體對(duì)角線(xiàn)方向可以觀察到六邊形，中心B與P重合，六邊形中形成兩個(gè)倒立關(guān)系的正三角形，分別由3個(gè)B原或者3個(gè)P原子形成，所以畫(huà)圖為或 。