Question

【题目】砷(As)元素及其化合物在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题：

（1）基态As原子的核外电子排布式为_____，砷与硒的第一电离能较大的是_____。

（2）传统中药的砷剂俗称“砒霜”，其分子结构如图所示，该化合物中As、O原子的杂化方式分别为____、_____。

（3）Na3AsO4可作杀虫剂。的立体构型为____，与其互为等电子体的分子的化学式为_____(任写一种)。

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

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3 As 或砷 sp3杂化 sp3杂化 正四面体形 CF4或 SiF4、CCl4、SiCl4 H3AsO4 和 H3AsO3 可分别表示为(HO)3AsO 和(HO)3As，H3AsO3 中 As 为+3 价，而 H3AsO4 中 As为+5 价，正电性更高，导致 As—O—H 中 O 的电子向 As 偏移，更易电离出 H+

【解析】

(1)As是33号元素，位于第四周期第VA族，据此书写基态As原子核外电子排布式；同周期中第一电离能第ⅤA族＞第ⅥA族，据此判断；

(2)根据图片知，每个As原子能形成3个共价键、每个O原子能形成2个共价键，根据价层电子对互斥理论确定原子杂化方式；

(3)AsO43-中，成键数为4，孤对电子数为(5+3-2×4)× =0，为sp3杂化；等电子体的原子数和价电子数(或电子总数)相同；

(4)比较非羟基氧的多少，结合As原子化合价判断，非羟基氧越多、As化合价越高则酸性越强。

(1)As是33号元素，位于第四周期第VA族，基态As原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3；同周期电离能第ⅤA族＞第ⅥA族，所以砷的第一电离能大于硒，故答案为：1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3；砷；

(2)根据分子结构可知，分子内含有6个氧原子，4个砷原子，化学式为As4O6，每个As原子形成3个共价键，又因为中心原子As上还有1对孤电子对，所以采用sp3杂化，每个O原子形成2个共价键，又因为中心原子O上还有2对孤电子对，所以采用sp3杂化，故答案为：sp3杂化；sp3杂化；

(3)AsO43-中As原子价层电子数为4+=4、含有的孤电子对数是0，所以其构型是正四面体形，AsO43-中含有5个原子，32个价电子，所以与其互为等电子体的一种分子为CF4、SiF4、CCl4、SiCl4等，故答案为：正四面体； CF4或SiF4、CCl4、SiCl4；

(4)H3AsO4和H3AsO3可分别表示为(HO)3AsO和(HO)3As，H3AsO3中的As为+3价，而H3AsO4中非羟基氧较多、As为+5价，正电性更高，导致As-O-H中的O的电子向As偏移，更易电离出H+，故答案为：H3AsO4和H3AsO3可表示为(HO)3AsO和(HO)3As，H3AsO3中的As为+3价，而H3AsO4中非羟基氧较多、As为+5价，正电性更高，导致As-O-H中的O的电子向As偏移，更易电离出H+。