Question

2013年綿陽(yáng)科博會(huì)場(chǎng)館，大量的照明材料或屏幕都使用了發(fā)光的二極管（LED）．目前市售LED鋁片，材質(zhì)基本以GaAs（砷化鎵）、AlGaInP（氮化銦鎵）為主．已知砷化鎵的晶胞結(jié)構(gòu)如圖．試回答：
（1）鎵的基態(tài)原子的外圍電子排布式是

 

．
（2）砷化鎵晶胞中所含的砷原子（白色球）個(gè)數(shù)為

 

，與同一個(gè)鎵原子相連的砷原子構(gòu)成的立體構(gòu)型為

 

．
（3）若砷和鎵兩元素的相對(duì)原子質(zhì)量分別為a，b，GaAs晶體結(jié)構(gòu)圖中正方體邊長(zhǎng)為d cm，N_A表示阿伏伽德羅常數(shù)，則該晶體的密度為

 

g/cm³．

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計(jì)算

專題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）鎵的原子序數(shù)為31，根據(jù)能量最低原理和洪特規(guī)則書寫電子排布式，并寫出外圍電子排布式；
（2）根據(jù)砷原子的位置，利用均攤法分析晶胞的結(jié)構(gòu)；
（3）計(jì)算出晶胞中微粒數(shù)，利用ρ=

m

V

計(jì)算．

解答： 解：（1）鎵位于周期表中第四周期第IIIA，故其核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3d¹⁰4s²4p¹或[Ar]3d¹⁰4s²4p¹，外圍電子排布式為：3d¹⁰4s²4p¹，
故答案為：4s²4p¹；
（2）根據(jù)“均攤法”：白色球個(gè)數(shù)為6×

1

2

+8×

1

8

=4，根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)知，每個(gè)鎵原子連接4個(gè)砷原子，構(gòu)成正四面體結(jié)構(gòu)；
故答案為：4，正四面體；，
（3）晶胞中含有4個(gè)砷原子和4個(gè)鎵原子，晶胞摩爾質(zhì)量為4×（a+b）g/mol，一個(gè)晶胞的質(zhì)量為：

4×(a+b)

NA

g，一個(gè)晶胞的體積為：d³cm³，則密度為：
ρ=

4(a+b)

d3NA

，
故答案為：

4(a+b)

d3NA

．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了原子的雜化方式、核外電子排布式的書寫、物質(zhì)熔沸點(diǎn)的判斷等知識(shí)點(diǎn)，電子排布式的書寫、原子的雜化方式是高考的熱點(diǎn)，是學(xué)習(xí)的重點(diǎn)．