Question

17．砷化鎵（GaAs）是優(yōu)良的半導(dǎo)體材料，可用于制作微型激光器或太陽(yáng)能電池的材料等．回答下列問題：
（1）寫出基態(tài)As原子的核外電子排布式[Ar]3d¹⁰4s²4p³．
（2）根據(jù)元素周期律，原子半徑Ga大于As，第一電離能Ga小于As．（填“大于”或“小于”）
（3）AsCl₃分子的立體構(gòu)型為三角錐形，其中As的雜化軌道類型為sp³．
（4）GaF₃的熔點(diǎn)高于1000℃，GaCl₃的熔點(diǎn)為77.9℃，其原因是GaF₃為離子晶體，GaCl₃為分子晶體．
（5）GaAs的熔點(diǎn)為1238℃，密度為ρg•cm^-3，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示．該晶體的類型為原子晶體，Ga與As以共價(jià)鍵鍵合．

Answer 1

分析 （1）As原子核外有33個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫As原子核外電子排布式；
（2）同一周期元素，原子半徑隨著原子序數(shù)增大而減小，元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢(shì)，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素；
（3）AsCl₃分子中As原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+$\frac{5-3×1}{2}$=4且含有一個(gè)孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷該分子的立體構(gòu)型及As原子雜化方式；
（4）離子晶體熔沸點(diǎn)較高、分子晶體熔沸點(diǎn)較低；
（5）該物質(zhì)熔沸點(diǎn)較高，且原子之間以共價(jià)鍵結(jié)合形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，原子晶體具有該物質(zhì)特點(diǎn)．

解答 解：（1）As原子核外有33個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫As原子核外電子排布式為[Ar]3d¹⁰4s²4p³，故答案為：[Ar]3d¹⁰4s²4p³；
（2）同一周期元素，原子半徑隨著原子序數(shù)增大而減小，元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢(shì)，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，Ga位于第IIIA族、As位于第VA族，且二者位于同一周期，所以原子半徑Ga＞As，第一電離能Ga＜As，
故答案為：大于；小于；
（3）AsCl₃分子中As原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+$\frac{5-3×1}{2}$=4且含有一個(gè)孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷該分子的立體構(gòu)型為三角錐形，As原子雜化方式為sp³，
故答案為：三角錐形；sp³；
（4）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，故答案為：GaF₃為離子晶體，GaCl₃為分子晶體；
（5）該物質(zhì)熔沸點(diǎn)較高，且原子之間以共價(jià)鍵結(jié)合形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，原子晶體具有該物質(zhì)特點(diǎn)，所以該物質(zhì)是原子晶體，Ga和As以共價(jià)鍵結(jié)合，
故答案為：原子晶體；共價(jià)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，為高頻考點(diǎn)，涉及原子雜化方式判斷、微粒空間構(gòu)型判斷、晶體類型判斷、元素周期律等知識(shí)點(diǎn)，綜合性較強(qiáng)，側(cè)重考查學(xué)生判斷及知識(shí)綜合應(yīng)用能力，易錯(cuò)點(diǎn)是孤電子對(duì)公式的計(jì)算方法，題目難度不大．