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?yàn)?/span>_______________。P原子核外價(jià)層電子排布式為________，其核外電子有____個(gè)空間運(yùn)動(dòng)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(diǎn)比AsH3的沸點(diǎn)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(diǎn)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(xiàng)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(diǎn)，使得沸點(diǎn)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(shì)，但有特殊；先寫出P電子排布式，一種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)對(duì)應(yīng)著一種空間伸展方向，即軌道。

(2)分析不同氮原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)，NH3沸點(diǎn)比AsH3的沸點(diǎn)高主要是NH3存在分子間氫鍵。

(3)計(jì)算PO43中價(jià)層電子對(duì)數(shù)。

(4)①金剛石中每個(gè)碳與周圍四個(gè)碳原子形成4個(gè)碳碳鍵，同理每個(gè)P與4個(gè)Ga以單鍵相連，每個(gè)Ga與4個(gè)P單鍵相連，而P最外層有5個(gè)電子，Ga最外層有3個(gè)電子，只能形成三對(duì)共用電子對(duì)，它們之間有4個(gè)共價(jià)鍵，因此有一個(gè)配位鍵，P與Ga之間存在的單鍵是極性共價(jià)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(diǎn)相連；③先計(jì)算晶胞中P、Ga原子數(shù)，再計(jì)算體積，再計(jì)算晶胞邊長，再計(jì)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(shì)，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?yàn)?/span>N > O > C；P電子排布式為1s22s22p63s23p3，其原子核外價(jià)層電子排布式為3s23p3，一個(gè)軌道為一種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，因此P其核外電子有9個(gè)空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；故答案為：N > O > C；3s23p3；9。

(2)磷酸氯喹，圖中1、2號(hào)N原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為，雜化方式為sp3，3號(hào)N原子層電子對(duì)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(diǎn)比AsH3的沸點(diǎn)高，其原因是NH3存在分子間氫鍵，分子間氫鍵影響沸點(diǎn)，因此NH3沸點(diǎn)比AsH3的沸點(diǎn)高；故答案為：sp2、sp3；NH3存在分子間氫鍵，分子間氫鍵影響沸點(diǎn)，因此NH3沸點(diǎn)比AsH3的沸點(diǎn)高。

(3)H3PO4中PO43中價(jià)層電子對(duì)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(gè)碳與周圍四個(gè)碳原子形成4個(gè)碳碳鍵，同理每個(gè)P與4個(gè)Ga以單鍵相連，每個(gè)Ga與4個(gè)P單鍵相連，而P最外層有5個(gè)電子，Ga最外層有3個(gè)電子，只能形成三對(duì)共用電子對(duì)，它們之間有4個(gè)共價(jià)鍵，因此有一個(gè)配位鍵，P與Ga之間存在的單鍵是極性共價(jià)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(diǎn)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(gè)，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(duì)角線的四分之一，因此；。