Question

【题目】砷化镍可用于制作发光器件、半导体激光器、太阳能电池和高速集成电路。

（1）基态Ni原子的价电子排布式为 ___，基态As原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为 __ 形。

（2）第一电离能As ___Se(填“>”或“＜”) ，原因是____。As2O3(砒霜)是两性氧化物，As2O3溶于盐酸生成AsCl3，AsCl3用LiAlH4还原生成AsH3。

（3）①AlH4-的中心原子的杂化方式为___，其空间构型为____，写出一种与AlH4-互为等电子体的分子的化学式___。

②AsH3分子中H—As—H键角__109.5°（填“>”、“=”或“＜”)。AsH3沸点低于NH3，其原因是____。

（4）有机砷是治疗昏睡病不可缺少的药物，该有机砷中存在的化学键的种类为____(填字母编号)。

a．离子键 b．σ键 c．π键 d．碳碳双键

（5）砷化镍激光在医学上用于治疗皮肤及粘膜创面的感染、溃疡等，砷化镍晶胞如图所示，该晶胞密度ρ为____g·cm-3(列式即可，不必化简)。

Answer 1

【答案】3d84s2 哑铃（纺锤） ＞ As元素原子的4p轨道上的电子呈半满状态，比较稳定 sp3 正四面体 SiH4或CH4 ＜ 液态NH3分子间能形成氢键，AsH3分子间只有范德华力 abc 或或

【解析】

（1）Ni原子序数为28，基态Ni原子的价电子为3d能级上的8个电子、4s能级上的2个电子，基态As原子核外电子排布式为[Ar]3d104s24p3，该基态原子中占据最高能级的电子为4p电子，为哑铃形；

（2）原子轨道中电子处于全满、全空或半空时较稳定；

（3）①AlH4－的中心原子Al的价层电子对个数=4+(3+1-4×1)/2=4且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断Al原子杂化方式及其空间构型，与AlH4－互为等电子体的分子中含有5个原子、价电子数是8；

②AsH3分子中As原子价层电子对个数=3+(5-3×1)/2=4且含有1个孤电子对，该分子为三角锥形结构，孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，导致其键角减小；

氨分子间能形成氢键，氢化物熔沸点较高；

（4）有机砷中共价单键中存在σ键，苯环中存在大π键，钠离子和阴离子之间存在离子键；

（5）该晶胞中Ni原子个数=4×1/12+4×1/6+2×1/3+2×1/6=2、As原子个数为2，Ni和As原子个数之比为2：2=1：1，晶胞体积=（a×10-10 cm）2×sin60°×b×10-10cm=，晶胞密度= ，代入计算。

（1）Ni原子序数为28，基态Ni原子的价电子为3d能级上的8个电子、4s能级上的2个电子，基态As原子核外电子排布式为[Ar]3d104s24p3，其价电子排布式为3d84s2，该基态原子中占据最高能级的电子为4p电子，为哑铃形；

（2）原子轨道中电子处于全满、全空或半空时较稳定，As元素原子的4p轨道上的电子呈半满状态，比较稳定；

（3）①AlH4－的中心原子Al的价层电子对个数=4+(3+1-4×1)/2=4，不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论，Al原子杂化方式为sp3、空间构型为正四面体结构，与AlH4－互为等电子体的分子中含有5个原子、价电子数是8，其等电子体有 SiH4或CH4；

②AsH3分子中As原子价层电子对个数=3+(5-3×1)/2=4，含有1个孤电子对，该分子构型为三角锥形，孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，该分子中含有孤电子对，导致其键角减小，小于109.5°；

分子间能形成氢键的氢化物熔沸点较高，液态NH3分子间能形成氢键，AsH3分子间只有范德华力，氨气熔沸点较高；

（4）有机砷共价单键中存在σ键，苯环中存在大π键，钠离子和阴离子之间存在离子键，所以含有离子键、σ键、π键，

故选abc；

（5）该晶胞中Ni原子个数=4×1/12+4×1/6+2×1/3+2×1/6=2、As原子个数为2，Ni和As原子个数之比为2：2=1：1，晶胞体积=（a×10-10 cm）2×sin60°×b×10-10cm=，晶胞密度= = g·cm－3。