Question

【題目】氮、磷、硼、砷的化合物用途非常廣泛。根據(jù)所學(xué)知識回答下列問題：

(1)如圖所示，每條折線表示周期表ⅣA-ⅦA中的某一族元素氫化物的沸點變化。每個小黑點代表一種氫化物，其中a、b、c、d、e對應(yīng)元素電負性最大的是__（用元素符號表示），e點代表的第三周期某元素的基態(tài)原子核外電子占據(jù)的最高能層符號為__，該能層具有的原子軌道數(shù)為__。

(2)已知反應(yīng)：(CH3)3C-F+SbF5→(CH3)3CSbF6，該反應(yīng)可生成(CH3)3C+，該離子中碳原子雜化方式有__。

(3)一種新型儲氫化合物氨硼烷是乙烷的等電子體，且加熱氨硼烷會慢慢釋放氫氣，推斷氨硼烷的結(jié)構(gòu)式為__（若含有配位鍵，要求用箭頭表示）。

(4)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，測得其中含有一種正四面體形陽離子和一種正八面體形陰離子，熔體中P－Cl的鍵長只有198nm和206nm兩種，這兩種離子的化學(xué)式為__；正四面體形陽離子中鍵角大于PCl3的鍵角原因為___。

(5)砷化硼為立方晶系晶體，該晶胞中原子的分數(shù)坐標(biāo)為：

B：（0，0，0）；（，，0）；（，0，）；（0，，）

As：(，，)；(，，)；(，，)；(，，)

①請在圖中畫出砷化硼晶胞的俯視圖__。

②與砷原子緊鄰的硼原子有__個，與每個硼原子緊鄰的硼原子有__個。

Answer 1

【答案】F M 9 sp3、sp2 PCl4+、PCl6- 兩者磷原子均采取sp3雜化，PCl3分子中P原子有一對孤電子對，孤電子和對成鍵電子對斥力更大，PCl4+中P沒有孤電子對，正四面體形陽離子中鍵角大于PCl3的鍵角 4 12

【解析】

(1)從圖中可以看出，a、b、c、d都是第二周期元素的氫化物的沸點，由于NH3、H2O、HF分子間都能形成氫鍵，使它們的沸點升高，只有CH4分子間不能形成氫鍵，所以沸點最低，從而得出d為CH4的沸點，e為SiH4的沸點。在形成氫化物的分子中，HF形成氫鍵的能量最大，沸點最高。

(2) (CH3)3C+離子中，CH3-價電子對數(shù)為4，與3個-CH3相連的C，價電子對數(shù)為3，由此可確定碳原子雜化方式。

(3)氨硼烷是乙烷的等電子體，則氨硼烷的結(jié)構(gòu)簡式為H2NBH2，由此可推出其結(jié)構(gòu)式。

(4)PCl5晶體中，正四面體形陽離子應(yīng)為AB4+型，正八面體形陰離子應(yīng)為AB6-型，由此可得出兩種離子的化學(xué)式；正四面體形陽離子中鍵角大于PCl3的鍵角，其原因可從孤電子對的排斥作用進行分析。

(5)從砷化硼晶體中原子的分數(shù)坐標(biāo)可以看出，B原子在立方體的頂點和面心：As原子在晶胞中的八個小立方體的體心。

①砷化硼晶胞的俯視圖中，B原子位于正方形的中心、頂點和棱心，4個As原子位于對角線上，且離頂點四分之一處。

②與砷原子緊鄰的硼原子位于小立體的體心，砷原子位于小立方體的頂點；與每個硼原子(設(shè)此硼原子在立方體的頂點)緊鄰的硼原子在相交于此頂點的三個面心。

(1)由以上分析可知，d為CH4的沸點，e為SiH4的沸點。在形成氫化物的分子中，HF形成氫鍵的能量最大，沸點最高。從而得出a、b、c、d、e對應(yīng)元素電負性最大的是F，在Si的基態(tài)原子中，核外電子占據(jù)的最高能層符號為M，該能層具有的原子軌道(包括3s、3p、3d所具有的軌道)數(shù)共為9。答案為：F；M；9；

(2) (CH3)3C+離子中，CH3-價電子對數(shù)為4，與3個-CH3相連的C，價電子對數(shù)為3，由此可確定碳原子雜化方式分別為sp3、sp2。答案為：sp3、sp2；

(3)氨硼烷是乙烷的等電子體，則氨硼烷的結(jié)構(gòu)簡式為H2NBH2，由此可推出其結(jié)構(gòu)式為。答案為：；

(4)PCl5晶體中，正四面體形陽離子應(yīng)為AB4+型，正八面體形陰離子應(yīng)為AB6-型，由此可得出兩種離子的化學(xué)式分別為PCl4+、PCl6-；正四面體形陽離子中鍵角大于PCl3的鍵角，其原因是：兩者磷原子均采取sp3雜化，PCl3分子中P原子有一對孤電子對，孤電子和對成鍵電子對斥力更大，PCl4+中P沒有孤電子對，正四面體形陽離子中鍵角大于PCl3的鍵角。答案為：PCl4+、PCl6-；兩者磷原子均采取sp3雜化，PCl3分子中P原子有一對孤電子對，孤電子和對成鍵電子對斥力更大，PCl4+中P沒有孤電子對，正四面體形陽離子中鍵角大于PCl3的鍵角；

(5)從砷化硼晶體中原子的分數(shù)坐標(biāo)可以看出，B原子在立方體的頂點和面心：As原子在晶胞中的八個小立方體的體心。

①砷化硼晶胞的俯視圖中，B原子位于正方形的中心、頂點和棱心，4個As原子位于對角線上，且離頂點四分之一處。則砷化硼晶胞的俯視圖為。答案為：；

②與砷原子緊鄰的硼原子位于小立體的體心，砷原子位于小立方體的頂點，則與砷原子緊鄰的硼原子有4個；與每個硼原子(設(shè)此硼原子在立方體的頂點)緊鄰的硼原子在相交于此頂點的三個面心，則與每個硼原子緊鄰的硼原子有12個。答案為：4；12。