Question

7．白磷（P₄）在氯气中燃烧有白色的烟雾生成，其产物为PCl₃和PCl₅的混合物，试回答下列问题．
（1）P元素基态原子3P能级上电子排布图为；
（2）P₄分子的空间结构是正四面体形，每个分子中含6个σ键，键角为60^○；
（3）PCl₃分子中P原子的杂化类型为sp³；
（4）PCl₅是一种白色晶体，在恒容密闭容器中加热可在148℃液化，形成一种能导电的熔体，测得其中含有一种正四面体形阳离子和一种正六面体形阴离子，熔体中P-Cl的键长只有198nm和206nm两种，这两种离子的化学式为PCl₄⁺和PCl₆^-；
（5）PBr₅气态分子的结构与PCl₅相似，它的熔体也能导电，经测定知其中只存在一种P-Br键长，试用电离方程式解释PBr₅熔体能导电的原因PBr₅═PBr₄⁺+Br^-．

Answer 1

分析 （1）P元素基态原子电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3P³，所以3P能级上电子排布图为；
（2）在白磷分子（P₄）中，P原子在由4个P原子构成的正四面体上，形成6个P-P单键，所以键角为60°；
（3）根据价层电子对互斥理论确定分子或离子中中心原子的价层电子对数，再判断杂化类型；
（4）PCl₅是一种白色晶体，在恒容密闭容器中加热可在148℃液化，形成一种能导电的熔体，说明生成自由移动的阴阳离子，一种正四面体形阳离子是PCl₄⁺和一种正六面体形阴离子是PCl₆^-，即发生反应为：2PCl₅=PCl₄⁺+PCl₆^-；
（5）PBr₅气态分子的结构与PCl₅相似，说明PBr₅也能电离出能导电的阴阳离子，而产物中只存在一种P-Br键长，所以发生这样电离PBr₅═PBr₄⁺+Br^-．

解答 解：（1）P元素基态原子电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3P³，所以3P能级上电子排布图为，故答案为：；
（2）在白磷分子（P₄）中，P原子在由4个P原子构成的正四面体上，形成6个P-P单键，所以每个分子中含6个σ键，键角为60°，故答案为：6；60^○；
（3）PCl₃分子中P的价层电子对数=3+$\frac{1}{2}$（5-3×1）=4，属于sp³杂化，故答案为：sp³；
（4）PCl₅是一种白色晶体，在恒容密闭容器中加热可在148℃液化，形成一种能导电的熔体，说明生成自由移动的阴阳离子，一种正四面体形阳离子是PCl₄⁺和一种正六面体形阴离子是PCl₆^-，即发生反应为：2PCl₅=PCl₄⁺+PCl₆^-，故答案为：PCl₄⁺和PCl₆^-；
（5）PBr₅气态分子的结构与PCl₅相似，说明PBr₅也能电离出能导电的阴阳离子，而产物中只存在一种P-Br键长，所以发生这样电离PBr₅═PBr₄⁺+Br^-，故答案为：PBr₅═PBr₄⁺+Br^-．

点评 本题考查物质结构和性质，涉及电子排布图、杂化方式的判断、电离方式和微粒结构等，侧重于基础知识的综合应用的考查，题目难度中等．