Question

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

（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生成[B(OH)4]—。不考慮空間構型，[B(OH)4]—中原子的成鍵方式用結構簡式表示為______________。1 mol [B(OH)4]—中σ鍵的數(shù)目為________。

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

（4）磷化鋁熔點為2000℃，空間結構與金剛石相似，磷化鋁晶胞結構如圖所示。

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)共價鍵 ×

【解析】

(1)鎵是31號元素，核外有31個電子，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)等電子體原子個數(shù)相等、價電子數(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個共價鍵，其中1個為配位鍵，用結構簡式表示為；1個[B(OH)4]-中含有4個氫氧鍵和4個硼氧鍵，則其中含有8個σ鍵，1mol[B(OH)4]-中含有σ鍵的數(shù)目為8NA；

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

(4)①磷化鋁晶體中磷與鋁的電負性差小于1.8，形成的是共價鍵，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)共價鍵；

②立方晶胞頂點粒子占，面粒子占，晶胞內部原子為整個晶胞所有，因此一個晶胞中含有Al的個數(shù)為8×+6×=4，含有P的個數(shù)為4，化學式為AlP。晶胞參數(shù)為acm，則一個晶胞的體積為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，不難求出兩個Al原子之間最短的距離為面對角線的一半，即為a=×cm。