Question

【題目】2020年2月15日，由國家科研攻關(guān)組的主要成員單位的專家組共同研判磷酸氯喹在細(xì)胞水平上能

有效抑制新型冠狀病毒（2019-nCoV）的感染。

(1)已知磷酸氯喹的結(jié)構(gòu)如圖所示，則所含C、N、O三種元素第一電離能由大到小的順序為_______________。P原子核外價層電子排布式為________，其核外電子有____個空間運動狀態(tài)。

(2)磷酸氯喹中N原子的雜化方式為_________，NH3是一種極易溶于水的氣體，其沸點比AsH3的沸點高，其原因是_______________________。

(3)H3PO4中PO43- 的空間構(gòu)型為________________。

(4)磷化鎵是一種由ⅢA族元素鎵（Ga）與VA族元素磷（P）人工合成的Ⅲ—V族化合物半導(dǎo)體材料。晶胞結(jié)構(gòu)可看作金剛石晶胞內(nèi)部的碳原子被P原子代替，頂點和面心的碳原子被Ga原子代替。

①磷化鎵晶體中含有的化學(xué)鍵類型為__________（填選項字母）

A．離子鍵 B．配位鍵 C．σ鍵 D．π鍵 E．極性鍵 F．非極性鍵

②以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。若沿y軸投影的晶胞中所有原子的分布圖如圖，則原子2的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為______________。

③若磷化鎵的晶體密度為ρ g·cm-3，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則晶胞中Ga和P原子的最近距離為___________pm。

Answer 1

【答案】N > O > C 3s23p3 9 sp2、sp3 NH3存在分子間氫鍵，分子間氫鍵影響沸點，使得沸點高 正四面體形 BCE (0.25,0.75,0.25)

【解析】

(1)同周期第一電離能有增大的趨勢，但有特殊；先寫出P電子排布式，一種空間運動狀態(tài)對應(yīng)著一種空間伸展方向，即軌道。

(2)分析不同氮原子的價層電子對數(shù)，NH3沸點比AsH3的沸點高主要是NH3存在分子間氫鍵。

(3)計算PO43中價層電子對數(shù)。

(4)①金剛石中每個碳與周圍四個碳原子形成4個碳碳鍵，同理每個P與4個Ga以單鍵相連，每個Ga與4個P單鍵相連，而P最外層有5個電子，Ga最外層有3個電子，只能形成三對共用電子對，它們之間有4個共價鍵，因此有一個配位鍵，P與Ga之間存在的單鍵是極性共價鍵，是σ鍵；②若沿y軸投影的晶胞中所有原子的分布圖如圖，則原子2為P原子，P原子是與下面面心，后面面心，左側(cè)面心和左后頂點相連；③先計算晶胞中P、Ga原子數(shù)，再計算體積，再計算晶胞邊長，再計算Ga和P原子的最近距離。

(1)同周期第一電離能有增大的趨勢，但有特殊，依次C、N、O三種元素第一電離能由大到小的順序為N > O > C；P電子排布式為1s22s22p63s23p3，其原子核外價層電子排布式為3s23p3，一個軌道為一種空間運動狀態(tài)，因此P其核外電子有9個空間運動狀態(tài)；故答案為：N > O > C；3s23p3；9。

(2)磷酸氯喹，圖中1、2號N原子價層電子對數(shù)為，雜化方式為sp3，3號N原子層電子對數(shù)為2+1 =3，雜化方式為sp2，NH3是一種極易溶于水的氣體，其沸點比AsH3的沸點高，其原因是NH3存在分子間氫鍵，分子間氫鍵影響沸點，因此NH3沸點比AsH3的沸點高；故答案為：sp2、sp3；NH3存在分子間氫鍵，分子間氫鍵影響沸點，因此NH3沸點比AsH3的沸點高。

(3)H3PO4中PO43中價層電子對數(shù)為，因此空間構(gòu)型為正四面體形；故答案為：正四面體形。

(4) ①金剛石中每個碳與周圍四個碳原子形成4個碳碳鍵，同理每個P與4個Ga以單鍵相連，每個Ga與4個P單鍵相連，而P最外層有5個電子，Ga最外層有3個電子，只能形成三對共用電子對，它們之間有4個共價鍵，因此有一個配位鍵，P與Ga之間存在的單鍵是極性共價鍵，是σ鍵，所有磷化鎵晶體中含有的化學(xué)鍵類型為BCE；故答案為：BCE。

②若沿y軸投影的晶胞中所有原子的分布圖如圖，則原子2為P原子，P原子是與下面面心，后面面心，左側(cè)面心和左后頂點相連，其分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0.25,0.75,0.25)；故答案為：(0.25,0.75,0.25)。

③根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)得到P有4個，Ga有，若磷化鎵的晶體密度為ρ g·cm-3，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，，則晶胞邊長為，則晶胞中Ga和P原子的最近距離為晶胞體對角線的四分之一，因此；。