Question

2010年上海世博會場館，大量的照明材料或屏幕都使用了發(fā)光二極管（LED）。目前市售LED品片，材質(zhì)基本以GaAs（砷化鎵）、AlGaInP（磷化鋁鎵銦）、lnGaN（氮化銦鎵）為主。已知鎵是鋁同族下一周期的元素。砷化鎵的晶胞結構如下圖。試回答：

⑴鎵的基態(tài)原子的電子排布式是                  。

⑵砷化鎵晶胞中所包含的砷原子（白色球）個數(shù)為            ，與同一個鎵原子相連的砷原子構成的空間構型為               。

⑶N、P、As處于同一主族，其氫化物沸點由高到低的順序是         。 （用氫化物分子式表示）

⑷砷化鎵可由(CH₃)₃Ga和AsH₃在700℃時制得。(CH₃)₃Ga中鎵原子的雜化方式為            。

⑸比較二者的第一電離能：As______Ga（填“<”、“>”或“=”）。

⑹下列說法正確的是              （填字母）。

    A．砷化鎵晶胞結構與NaCl相同        B．GaP與GaAs互為等電子體

    C．電負性：As>Ga           D．砷化鎵晶體中含有配位鍵

Answer 1

（15分）⑴l s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p¹（或[Ar]3d¹⁰4s²4p¹）（2分）

  ⑵4（2分）正四面體（2分）   ⑶NH₃>AsH₃>PH₃  （2分）   

⑷sp²（2分）   ⑸>（2分）   ⑹BCD（3分）

解析:

⑴鎵位于周期表中第四周期第IIIA，故其核外電子排布式為[Ar]3d¹⁰4s²4p¹。⑵根據(jù)“均攤法”：白色球個數(shù)為(6/2)+(8/8)=4。由晶胞圖可知與同一個鎵原子相連的砷原子構成的空間構型為正四面體。⑶由于NH₃分子間存在氫鍵，所以NH₃的沸點最高，由于AsH₃的相對分子質(zhì)量大于PH₃，故AsH₃的沸點高于PH₃。⑷由于Ga原子周圍只有3對成鍵電子對，故其雜化方法為sp²。⑸As和Ga處于同一周期，而處于VA的As外圍電子處于半滿的較穩(wěn)定結構，故As的第一電離能大于Ga。⑹由題中晶胞圖可知A顯然是錯誤的。根據(jù)等電子體的概念可知選項B正確。根據(jù)電負性的概念可知選項C正確。由于Ga原子最外層只有3個電子，而每個Ga原子與4個As原子成鍵，因此其中一個共價鍵必為配位鍵，D正確。