Question

【題目】鎳與VA族元素形成的化合物是重要的半導(dǎo)體材料，應(yīng)用最廣泛的是砷化鎵(GaAs)，回答下列問題：

（1）基態(tài)Ga原子的核外電子排布式為_____，基態(tài)As原子核外有_________個(gè)未成對(duì)電子。

（2）鎵失去電子的逐級(jí)電離能（單位：kJ·mol-1）的數(shù)值依次為577、1984.5、2961.8、6192由此可推知鎵的主要化合價(jià)為____和+3。砷的電負(fù)性比鎳____（填“大”或“小”）。

（3）比較下列鎵的鹵化物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，分析其變化規(guī)律及原因：________________________。

鎵的鹵化物	GaCl3	GaBr3	GaI3
熔點(diǎn)/℃	77.75	122.3	211.5
沸點(diǎn)/℃	201.2	279	346

GaF3的熔點(diǎn)超過1000℃，可能的原因是___________________________________________。

（4）二水合草酸鎵的結(jié)構(gòu)如圖所示，其中鎵原子的配位數(shù)為______，草酸根中碳原子的雜化方式為______________。

（5）砷化鎵熔點(diǎn)為1238℃，立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞參數(shù)為a=565pm。該晶體的類型為_________，晶體的密度為___________（設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,列出算式即可）g·cm-3。

Answer 1

【答案】 [Ar]3d104s24p2(或1s22s22p63s23p63d104s24p1) 3 +1 大 GaCl3、GaBr3、GaI3的熔、沸點(diǎn)依次升高，它們均為分子晶體，結(jié)構(gòu)相似。相對(duì)分子質(zhì)量依次增大，分子間作用力依次增強(qiáng) GaF3為離子晶體 4 sp2 原子晶體

【解析】（1）考查電子排布式的書寫，Ga位于第四周期IIIA族，31號(hào)元素，因此核外電子排布式為 [Ar]3d104s24p2(或1s22s22p63s23p63d104s24p1)；As位于VIA族，核外有3個(gè)未成對(duì)電子；（2）考查電離能、電負(fù)性的規(guī)律，根據(jù)電離能的數(shù)值，第一電離能與第二電離能相差較大，因此Ga顯表現(xiàn)＋1價(jià)，As為非金屬，Ni為金屬，因此As的電負(fù)性比鎳大；（3）考查晶體熔沸高低規(guī)律，根據(jù)表格數(shù)值， GaCl3、GaBr3、GaI3 的熔、沸點(diǎn)依次升高，它們均為分子晶體，結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子質(zhì)量依次增大，分子間作用力依次增強(qiáng)；GaF3熔點(diǎn)比其余三個(gè)高很多，說明GaF3屬于離子晶體；（4）考查配位數(shù)和雜化類型判斷，根據(jù)結(jié)構(gòu)圖，Ga的配位數(shù)為4，C原子有3個(gè)σ鍵，無孤電子對(duì)，因此C的雜化類型為sp2；（5）考查晶胞的計(jì)算，該晶體熔點(diǎn)高，屬于原子晶體，Ga位于頂點(diǎn)和面心，個(gè)數(shù)為8×1/8＋6×1/2=4,As位于晶胞內(nèi)部，原子個(gè)數(shù)為4，化學(xué)式為GaAs，晶胞的質(zhì)量為4×(70＋75)NAg，晶胞的體積為(565×10－10)cm3，則晶胞的密度為。