Question

【题目】氮、磷、砷为同主族元素，回答下列问题：

（1）基态As原子的核外电子排布式为_______。

（2）镓氮砷合金材料的太阳能电池效率达40%，这3种元素的电负性由大至小的顺序是______ （用元素符号表示）

（3）As4O6的分子结构如左下图所示，其中As原子的杂化方式为______________，1 mol As406含有σ键的物质的量为_______。

（4）该族氢化物RH3(NH3、PH3、AsH3)的某种性质随R的核电荷数的变化趋势如右上图所示。则Y轴可表示的氢化物（RH3）性质可能是__________。

A.稳定性 B.沸点 C.R-H键能 D.分子间作用力

（5）AsH3的沸点（-62.5℃）比NH3的沸点（-33.5℃）低，原因是_____________________

（6）NH4+中的H—N—H的键角比 NH3中的H—N—H的键角_______（填”大”或”小”），原因是_______________________________________________

Answer 1

【答案】 [Ar]3d104s24p3 N>As>Ga sp3 12mol AC NH3分子间能形成氢键，而As的原子半径比N的大，电负性比N的小，AsH3分子间不能形成氢键 大 NH4+中无孤电子对，而NH3中有一对孤电子对，对成键电子对的斥力大，导致NH3中的键角小于NH4+

【解析】（1）砷是33号元素，所以基态As原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p3 。

（2）同一周期元素原子序数越大，电负性越大；同一主族元素，原子序数越小，电负性越大。镓、氮、砷这3种元素中，氮和砷是第VA族元素，氮的非金属性较强，所以氮的电负性较大；砷和镓都是第4周期元素，镓是31号元素，所以的电负性由大至小的顺序是N>As>Ga

（3）看图可知，As4O6的分子中每个砷原子与邻近的3个O原子形成σ键，每个砷原子还有一个孤电子对，所以As原子的杂化方式为sp3；每 个As4O6分子中有12个σ键，所以1 mol As406含有σ键的物质的量为12mol。

（4）同一主族元素的气态氢化物，非金属性越强的越稳定，其分子内的共价键的键能越大，所以Y轴可表示的氢化物（RH3）性质可能是AC。

（5）AsH3的沸点（-62.5℃）比NH3的沸点（-33.5℃）低，原因是NH3分子间能形成氢键，而As的原子半径比N的大，电负性比N的小，AsH3分子间不能形成氢键。

（6）根据价层电子对互斥理论，孤电子对对成键电子对的斥力更大。由于NH4+中无孤电子对，而NH3中有一对孤电子对，对成键电子对的斥力大，导致NH3中的键角小于NH4+。