Question

【題目】磷和砷的相關(guān)化合物在化工、醫(yī)藥、材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。回答下列問(wèn)題：

（1）黑磷是新型材料，具有類似石墨一樣的片層結(jié)構(gòu)(如圖)，層與層之間以_____結(jié)合。從結(jié)構(gòu)上可以看出單層磷烯并非平面結(jié)構(gòu)，但其導(dǎo)電性卻優(yōu)于石墨烯的原因是________________。

（2）四（三苯基膦）鈀分子結(jié)構(gòu)如下圖：

該物質(zhì)可用于上圖所示物質(zhì)A的合成：物質(zhì)A中碳原子雜化軌道類型為__________；

（3）PCl5是一種白色晶體，熔融時(shí)形成一種能導(dǎo)電的液體，測(cè)得其中含有一種正四面體形陽(yáng)離子和一種正八面體形陰離子.(該晶體的晶胞如圖所示).熔體中P－Cl的鍵長(zhǎng)只有198 nm和206 nm兩種，寫(xiě)這兩種離子的化學(xué)式為______________________；正四面體形陽(yáng)離子中鍵角_____ PCl3的鍵角(填> 或<或=),原因是______________________________________.

（4）PBr5氣態(tài)分子的結(jié)構(gòu)與PCl5相似，它的熔體也能導(dǎo)電，經(jīng)測(cè)定知其中只存在一種P－Br鍵長(zhǎng)，試用電離方程式解釋PBr5熔體能導(dǎo)電的原因___________________________。

Answer 1

【答案】范德華力 石墨烯中1個(gè)碳原子和周圍3個(gè)碳原子結(jié)合后還剩1個(gè)價(jià)電子 ，單層磷烯同層磷原子中1個(gè)磷原子和周圍3個(gè)磷原子結(jié)合后還剩2個(gè)價(jià)電子 sp、sp2、sp3 PCl4+和PCl6－ > PCl3中P原子有一對(duì)孤電子對(duì)，PCl4+中P沒(méi)有，孤電子對(duì)對(duì)成鍵電子的排斥力大于成鍵電子對(duì)間的排斥力 PBr5＝PBr4++Br－

【解析】

（1）黑磷具有類似石墨一樣的片層結(jié)構(gòu)，石墨層間是范德華力連接，從結(jié)構(gòu)上看，單層磷烯導(dǎo)電性優(yōu)于石墨烯，從成鍵原子的電子結(jié)構(gòu)分析；

（2）根據(jù)碳原子的成鍵情況要以判斷碳原子的雜化方式，物質(zhì)A中甲基上的C采取sp3雜化類型，C≡N為SP雜化，碳碳雙鍵為sp2雜化；

（3）PCl5是一種白色晶體，在恒容密閉容器中加熱可在148℃液化，形成一種能導(dǎo)電的熔體，說(shuō)明生成自由移動(dòng)的陰陽(yáng)離子，一種正四面體形陽(yáng)離子是PCl4＋和一種正六面體形陰離子是PCl6－，即發(fā)生反應(yīng)為：2PCl5=PCl4＋+PCl6－；PCl3分子中P原子有一對(duì)孤電子對(duì)，PCl4＋中P沒(méi)有孤電子對(duì)，正四面體形陽(yáng)離子中鍵角小于PCl3的鍵角；

（4）PBr5氣態(tài)分子的結(jié)構(gòu)與PCl5相似，說(shuō)明PBr5也能電離出能導(dǎo)電的陰陽(yáng)離子，結(jié)合產(chǎn)物中只存在一種P-Br鍵長(zhǎng)書(shū)寫(xiě)．

（1）黑磷具有類似石墨一樣的片層結(jié)構(gòu)，石墨層間是范德華力連接，

從結(jié)構(gòu)上看，單層磷烯導(dǎo)電性優(yōu)于石墨烯，從成鍵原子的電子結(jié)構(gòu)分析，石墨烯同層碳原子中，1個(gè)碳原子和周圍3個(gè)碳原子結(jié)合后，還剩1個(gè)價(jià)電子，單層磷烯同層磷原子中，1個(gè)磷原子和周圍3個(gè)磷原子結(jié)合后，還剩2個(gè)價(jià)電子，后者剩余電子多，導(dǎo)電性增強(qiáng)。

（2）物質(zhì)A中甲基上的C采取sp3雜化類型，C≡N為SP雜化，碳碳雙鍵為sp2雜化；

（3）PCl5是一種白色晶體，在恒容密閉容器中加熱可在148℃液化，形成一種能導(dǎo)電的熔體，說(shuō)明生成自由移動(dòng)的陰陽(yáng)離子，一種正四面體形陽(yáng)離子是PCl4＋和一種正六面體形陰離子是PCl6－，即發(fā)生反應(yīng)為：2PCl5=PCl4＋+PCl6－，PCl3中價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+（5-3×1）/2=4，所以原子雜化方式是sp3，PCl3分子中P原子有一對(duì)孤電子對(duì)，PCl4＋中P沒(méi)有孤電子對(duì)．孤電子對(duì)對(duì)成鍵電子的排斥力大于成鍵電子對(duì)間的排斥力，所以PCl5中正四面體形陽(yáng)離子（PCl4＋）中鍵角大于PCl3的鍵角。

（4）PBr5氣態(tài)分子的結(jié)構(gòu)與PCl5相似，說(shuō)明PBr5也能電離出能導(dǎo)電的陰、陽(yáng)離子，而產(chǎn)物中只存在一種P-Br鍵長(zhǎng)，所以發(fā)生這樣電離PBr5═PBr4＋+Br－。