Question

【題目】磷的單質(zhì)和化合物在科研與生產(chǎn)中有許多重要用途。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）白磷是磷的一種單質(zhì)，其分子結(jié)構(gòu)如圖所示，則一個(gè)分子中有____對(duì)成鍵電子對(duì)和____對(duì)孤電子對(duì)。

（2）N和P都有+5價(jià)，PCl5能形成離子型晶體，晶格中含有[PCl4]+和[PCl6]－，則[PCl4]+空間構(gòu)型為_______。但NCl5不存在，其原因是________________________；

（3）電負(fù)性比較：P_____S（填“>”“=”“<”）；而P的第一電離能比S大的原因是______。

（4）復(fù)雜磷酸鹽有直鏈多磷酸鹽（如圖b）和環(huán)狀偏磷酸鹽（如圖c）。其酸根陰離子都是由磷氧四面體（圖a）通過(guò)共用氧原子連接而成。

直鏈多磷酸鹽的酸根離子（圖b）中，磷原子和氧原子的原子個(gè)數(shù)比為n：_______；含3個(gè)磷原子的環(huán)狀偏磷酸鹽的酸根離子（圖c）的化學(xué)式為________。

（5）磷化鎵(GaP)材料是研制微電子器件、光電子器件的新型半導(dǎo)體材料。GaP的晶體結(jié)構(gòu)是閃鋅礦型結(jié)構(gòu)(如圖所示)，晶胞參數(shù)apm。

①與Ga緊鄰的P個(gè)數(shù)為________。

②GaP晶體的密度為（列出計(jì)算式）______g·cm－3（NA為阿伏加德羅常數(shù)）。

Answer 1

【答案】64正四面體形N原子最外層沒(méi)有d軌道<P原子的3p3為半充滿狀態(tài)，較穩(wěn)定3n＋1P3O93－4

【解析】

（1）根據(jù)白磷分子結(jié)構(gòu)可知，P原子最外層電子數(shù)為5，4個(gè)磷原子形成正四面體結(jié)構(gòu)的白磷分子，則一個(gè)分子中有6對(duì)成鍵電子對(duì)和4對(duì)孤電子對(duì)；（2）PCl4+中P原子含有的孤對(duì)電子對(duì)數(shù)＝＝0，即不存在孤對(duì)電子，由于磷原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)是4，所以空間構(gòu)型是正四面體；P原子半徑比N原子大且有可以利用的3d空軌道采取sp3d雜化P原子周?chē)�可容納較多的配位體形成較高配位數(shù)的化合物；N原子半徑小沒(méi)有可以利用的3d空軌道配位數(shù)只能達(dá)到4因此PCI5存在但NCl5不存在；（3）元素非金屬性越強(qiáng)電負(fù)性越大，故電負(fù)性比較：P<S；P原子的3p3為半充滿狀態(tài)，較穩(wěn)定，故P的第一電離能比S大；（4）由圖可知，直鏈多磷酸鹽的酸根離子（圖b）中，每個(gè)磷原子占有兩個(gè)氧原子，另有兩個(gè)氧原子與另一個(gè)磷原子共用占一半，最后首尾兩個(gè)氧原子各一半為整個(gè)分子的，故磷原子和氧原子的原子個(gè)數(shù)比為n：3n＋1；由圖可知，含3個(gè)磷原子的環(huán)狀偏磷酸鹽的酸根離子（圖c）中含有3個(gè)P原子、9個(gè)氧原子，根據(jù)磷的化合價(jià)為+5價(jià)，氧的化合從為-2價(jià)可知其化學(xué)式為P3O93－；（5）①與Ga緊鄰的P成正四面體結(jié)構(gòu)，與Ga緊鄰的P的個(gè)數(shù)為4；②根據(jù)均攤法，GaP晶體中Ga原子個(gè)數(shù)為，P原子個(gè)數(shù)為4，GaP晶體的密度為g·cm－3= g·cm－3。