Question

【题目】磷的单质和化合物在科研与生产中有许多重要用途。请回答下列问题：

（1）白磷是磷的一种单质，其分子结构如图所示，则一个分子中有____对成键电子对和____对孤电子对。

（2）N和P都有+5价，PCl5能形成离子型晶体，晶格中含有[PCl4]+和[PCl6]－，则[PCl4]+空间构型为_______。但NCl5不存在，其原因是________________________；

（3）电负性比较：P_____S（填“>”“=”“<”）；而P的第一电离能比S大的原因是______。

（4）复杂磷酸盐有直链多磷酸盐（如图b）和环状偏磷酸盐（如图c）。其酸根阴离子都是由磷氧四面体（图a）通过共用氧原子连接而成。

直链多磷酸盐的酸根离子（图b）中，磷原子和氧原子的原子个数比为n：_______；含3个磷原子的环状偏磷酸盐的酸根离子（图c）的化学式为________。

（5）磷化镓(GaP)材料是研制微电子器件、光电子器件的新型半导体材料。GaP的晶体结构是闪锌矿型结构(如图所示)，晶胞参数apm。

①与Ga紧邻的P个数为________。

②GaP晶体的密度为（列出计算式）______g·cm－3（NA为阿伏加德罗常数）。

Answer 1

【答案】64正四面体形N原子最外层没有d轨道<P原子的3p3为半充满状态，较稳定3n＋1P3O93－4

【解析】

（1）根据白磷分子结构可知，P原子最外层电子数为5，4个磷原子形成正四面体结构的白磷分子，则一个分子中有6对成键电子对和4对孤电子对；（2）PCl4+中P原子含有的孤对电子对数＝＝0，即不存在孤对电子，由于磷原子的价层电子对数是4，所以空间构型是正四面体；P原子半径比N原子大且有可以利用的3d空轨道采取sp3d杂化P原子周围可容纳较多的配位体形成较高配位数的化合物；N原子半径小没有可以利用的3d空轨道配位数只能达到4因此PCI5存在但NCl5不存在；（3）元素非金属性越强电负性越大，故电负性比较：P<S；P原子的3p3为半充满状态，较稳定，故P的第一电离能比S大；（4）由图可知，直链多磷酸盐的酸根离子（图b）中，每个磷原子占有两个氧原子，另有两个氧原子与另一个磷原子共用占一半，最后首尾两个氧原子各一半为整个分子的，故磷原子和氧原子的原子个数比为n：3n＋1；由图可知，含3个磷原子的环状偏磷酸盐的酸根离子（图c）中含有3个P原子、9个氧原子，根据磷的化合价为+5价，氧的化合从为-2价可知其化学式为P3O93－；（5）①与Ga紧邻的P成正四面体结构，与Ga紧邻的P的个数为4；②根据均摊法，GaP晶体中Ga原子个数为，P原子个数为4，GaP晶体的密度为g·cm－3= g·cm－3。