Question

【题目】氮族元素中有N、P、As三种非金属元素，请回答下列相关问题。

(1)基态砷原子的价电子排布式为_________________，同周期元素原子中与其含有相同数目未成对电子的是___________________(填元素符号)。

(2)雄黄(As4S4)是很多人熟悉的一种物质，其分子结构如图所示，分子中所有原子最外层均达到8电子结构。分子中含有的σ键的数目是__________________，●表示的原子是______________，该原子的杂化形式是____________________。

(3)硝酸的沸点较低，从氢键的角度推断其可能的原因是_______________________。硝酸根的空间构型是_____________________。

(4)白磷(P4)晶体中分子堆积方式属于分子密堆积，每个分子周围紧邻的分子有_________个。若白磷晶体晶胞的棱长为ypm，阿伏伽德罗常数的数值用NA表示，则白磷晶体的密度为____________g·cm-3。

Answer 1

【答案】 4S24P3 V、Co 10 砷 sp3杂化 硝酸中存在分子内氢键 平面三角形 12

【解析】 (1)基态砷原子的价电子排布式为4S24P3，其未成对电子数是3个，同周期元素原子中与其含有相同数目未成对电子的是V、Co（它们的价电子排布分别为3d34s2和3d74s2）。

(2)由雄黄(As4S4)的分子结构示意图可知，其分子中含有的σ键的数目是10，●表示的原子与相邻的原子形成3个共价键，所以该原子是砷，每个砷原子还有1个孤电子对，所以该原子的杂化形式是sp3杂化。

(3)硝酸的沸点较低，从氢键的角度推断其可能的原因是：硝酸中存在分子内氢键。硝酸根中氮原子的杂化类型是sp2杂化，氮原子形成了3个σ键，所以其空间构型是平面三角形。

(4)白磷(P4)晶体中分子堆积方式属于分子密堆积，类比金属晶体中金属原子的密堆积，可知每个分子周围紧邻的分子有12个。密堆积可能是面心立方堆积也可能是六方堆积，但是两种堆积方式的空间利用率是相同的。已知白磷晶体晶胞的棱长为ypm，则其晶胞为面心立方，每个晶胞中有4个白磷分子，白磷晶体晶胞的棱长为ypm，阿伏加德罗常数的数值用NA表示，则NA个晶胞的质量和体积分别是496g和cm3，则白磷晶体的密度为g·cm-3。