【题目】张亭栋研究小组受民间中医启发,发现As2O3(俗称砒霜)对白血病有明显的治疗作用。氮(N)、磷(P)、砷(As)等都是VA族的元素,该族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。回答下列问题:
(1)N、P、As的第一电离能由大到小的顺序为___;基态As原子的核外电子排布式为___。
(2)NH3的沸点比PH3的___(填“高”或低”),原因是___。
(3)Na3AsO4中含有的化学键类型包括___,AsO43-的空间构型为___。
(4)白磷(P4)晶体属于分子晶体,其晶胞结构如图所示(小圆圈表示白磷分子)。已知晶胞的边长为acm,阿伏加德罗常数为NAmol-1,则该晶胞中含有的P原子的个数为___,该晶胞的密度为___g·cm-3(用含NA、a的式子表示)。
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【答案】N>P>As 1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3 高 NH3和PH3均为分子晶体,但NH3分子间存在较强的氢键作用,而PH3分子间仅有较弱的范德华力 离子键、共价键 正四面体形 16
【解析】
(1)同主族元素从上到下第一电离能减小,所以N、P、As的第一电离能由大到小的顺序为N>P>As;根据能量最低原则,基态As原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,
故答案为:N>P>As;1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3;
(2)NH3分子间存在较强的氢键作用,而PH3分子间仅有较弱的范德华力,所以NH3的沸点比PH3的高,
故答案为:高;NH3和PH3均为分子晶体,但NH3分子间存在较强的氢键作用,而PH3分子间仅有较弱的范德华力;
(3)Na3AsO4是离子化合物,含有离子键,
中As与O之间是共价键,所以Na3AsO4中含有的化学键类型包括离子键、共价键;
的价电子对数
,无孤电子对,所以
的空间构型为正四面体形,
故答案为:离子键、共价键;正四面体形;
(4)根据晶胞结构可知一个晶胞中P原子数
;该晶胞的摩尔质量是16×31g/mol=496g/mol,该晶胞的体积是a3cm3,该晶胞的密度为
,
故答案为:16;
。