Question

【題目】ⅢA族的硼、鋁、鎵、銦、鉈等元素在化合物中通常為+3價(jià)，這些化合物在研究和生產(chǎn)中有許多重要用途。請(qǐng)回答下列問題。

（1）鎵元素（Ga）的原子序數(shù)為__________，其外圍電子排布式__________。

（2）由第二周期元素組成的與BCl3互為等電子體的陰離子為________。 硼元素具有缺電子性，因而硼酸（H3BO3）在水溶液中能與水反應(yīng)生成[B(OH)4]—。不考慮空間構(gòu)型，[B(OH)4]—中原子的成鍵方式用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式表示為______________。1 mol [B(OH)4]—中σ鍵的數(shù)目為________。

（3）GaF3的熔點(diǎn)高于1000℃，GaCl3的熔點(diǎn)為77.9℃，其原因______________。

（4）磷化鋁熔點(diǎn)為2000℃，空間結(jié)構(gòu)與金剛石相似，磷化鋁晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。

①磷化鋁晶體中磷與鋁微粒間的作用力為__________。

②磷化鋁晶體的密度為ρ g·cm-3，用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值，則該晶胞中距離最近的兩個(gè)鋁原子之間的距離為__________cm。

Answer 1

【答案】31 4s24p1 CO32或NO3 8NA GaF3為離子晶體，GaCl3為分子晶體 (極性)共價(jià)鍵 ×

【解析】

(1)鎵是31號(hào)元素，核外有31個(gè)電子，基態(tài)鎵(Ga)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p1，外圍電子排布式為4s24p1；

(2)等電子體原子個(gè)數(shù)相等、價(jià)電子數(shù)相等，由第二周期元素組成的與BCl3互為等電子體的陰離子為CO32或NO3；[B(OH)4]-中B原子與O原子之間形成4個(gè)共價(jià)鍵，其中1個(gè)為配位鍵，用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式表示為；1個(gè)[B(OH)4]-中含有4個(gè)氫氧鍵和4個(gè)硼氧鍵，則其中含有8個(gè)σ鍵，1mol[B(OH)4]-中含有σ鍵的數(shù)目為8NA；

(3)離子晶體熔沸點(diǎn)較高、分子晶體熔沸點(diǎn)較低，GaF3為離子晶體，GaCl3為分子晶體，所以前者沸點(diǎn)高于后者；

(4)①磷化鋁晶體中磷與鋁的電負(fù)性差小于1.8，形成的是共價(jià)鍵，且為極性的，因此磷化鋁晶體中磷與鋁微粒間的作用力為(極性)共價(jià)鍵；

②立方晶胞頂點(diǎn)粒子占，面粒子占，晶胞內(nèi)部原子為整個(gè)晶胞所有，因此一個(gè)晶胞中含有Al的個(gè)數(shù)為8×+6×=4，含有P的個(gè)數(shù)為4，化學(xué)式為AlP。晶胞參數(shù)為acm，則一個(gè)晶胞的體積為V=a3cm3，因此晶胞的密度為ρ=g/cm3，則晶胞參數(shù)a=cm，根據(jù)立體幾何知識(shí)，不難求出兩個(gè)Al原子之間最短的距離為面對(duì)角線的一半，即為a=×cm。