Question

【題目】【化學(xué)-選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)】 砷的一些化合物常用作半導(dǎo)體、除草劑、殺鼠藥等，回答下列問(wèn)題：

（1）寫出基態(tài)砷原子的電子排布式_________________；有_________________個(gè)未成對(duì)電子。

（2）稼氮砷合金材料的太陽(yáng)能電池效率達(dá)40%。Ga、N、As電負(fù)性由大到小的順序是____________；

（3）As4O6的分子結(jié)構(gòu)如圖所示，其中As原子的雜化方式為______________，1mol As4O6含有鍵的物質(zhì)的量為____________mol。

（4）As與N是同族元素，AsH3的沸點(diǎn)比NH3的沸點(diǎn) ，原因是 。

（5）H3AsO4和H3AsO3是砷的兩種含氧酸，根據(jù)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系，H3AsO4的酸性比H3AsO3強(qiáng)的原因是： 。

（6）晶胞有兩個(gè)基本要素

①原子坐標(biāo)參數(shù)，表示晶胞內(nèi)部各原子的相對(duì)位置，LiZnAs基稀磁半導(dǎo)體的晶胞如圖所示，其中原子坐標(biāo)參數(shù)A處Li為(0，0，1/2)；B處As為(1/4，1/4，1/4)；C處Li的坐標(biāo)參數(shù)為 。

②晶胞參數(shù)，描述晶胞的大小和形狀，已知LiZnAs單晶的晶胞參數(shù)，a=594pm，NA表示阿伏伽德羅常數(shù)的數(shù)值，其密度為 gcm-3(列出計(jì)算式即可)。

Answer 1

【答案】

（1）[Ar]3d104s24p3；3；

（2）N>As>Ga；（3）sp3；12；

（4）低；AsH3分子間不能形成氫鍵，而NH3分子間能形成氫鍵；

（5）H3AsO4和H3AsO3可分別表示為(HO)3AsO和(HO)3As，H3AsO3中的As為+3價(jià)，而H3AsO4中的As為+5價(jià)，正電性更高，導(dǎo)致As-O-H中O的電子向As偏移，更易電離出H+離子；

（6）①；②；

【解析】

試題分析：（1）As的原子序數(shù)為33，由構(gòu)造原理可知電子排布為1s22s22p63s23p63d104s24p3，有3個(gè)未成對(duì)電子，故答案為1s22s22p63s23p63d104s24p3；3；

（2）同周期隨原子序數(shù)遞增電負(fù)性增大，Ga和As同周期，As的原子序數(shù)較大，故電負(fù)性較大的是As；As處于ⅤA族，同主族元素，隨原子序數(shù)遞增電負(fù)性減小，Ga、N、As電負(fù)性由大到小的順序N>As>Ga，故答案為：N>As>Ga；

（3）根據(jù)結(jié)構(gòu)示意圖，As的價(jià)層電子對(duì)數(shù)=3+1=4，采用sp3雜化，1mol As4O6含有鍵的物質(zhì)的量為3×4mol=12mol，故答案為：sp3；12；

（4）AsH3和NH3形成的晶體均是分子晶體，其沸點(diǎn)受分子間作用力大小的影響，對(duì)于組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)分子間作用力和其相對(duì)原子質(zhì)量成正比，能夠形成氫鍵的沸點(diǎn)升高，NH3分子間能形成氫鍵，AsH3分子間不能形成氫鍵，因此AsH3的沸點(diǎn)比NH3的沸點(diǎn)低，故答案為：低；AsH3分子間不能形成氫鍵，而NH3分子間能形成氫鍵；

（5）H3AsO4和H3AsO3可表示為(HO)3AsO和(HO)3 As，H3AsO3中的As為+3價(jià)，而H3AsO4中非羥基氧較多、As為+5價(jià)，正電性更高，導(dǎo)致As-O-H中的O的電子更向As偏移，越易電離出H+，故答案為：H3AsO4和H3AsO3可表示為(HO)3AsO和(HO)3 As，H3AsO3中的As為+3價(jià)，而H3AsO4中非羥基氧較多、As為+5價(jià)，正電性更高，導(dǎo)致As-O-H中的O的電子更向As偏移，越易電離出H+；

（6）①D與周圍4個(gè)原子形成正四面體結(jié)構(gòu)，D與頂點(diǎn)A的連線處于晶胞體對(duì)角線上，過(guò)面心B、C及上底面面心原子的平面且平行側(cè)面將晶胞2等分，同理過(guò)D原子的且平平行側(cè)面的平面將半個(gè)晶胞再2等份，可知D處于到各個(gè)面的處，則C原子的坐標(biāo)參數(shù)為(，，)，故答案為：(，，)；

②1個(gè)晶胞中分別含有4個(gè)Li、Zn、As原子，1mol晶胞的質(zhì)量為4×147g，1mol晶胞的體積為 (594×10-10)3NAcm3，則密度為gcm-3，故答案為：。