Question

【題目】[化學(xué)——選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]

Ga和As在材料科學(xué)領(lǐng)域用途廣泛。請回答下列問題：

（1）基態(tài)Ga原子價層電子的軌道表達式為_________；其核外電子占據(jù)最高能級的符號為___________。

（2）GaAs是優(yōu)良的半導(dǎo)體材料，晶胞結(jié)構(gòu)與金剛石相似。該晶體中不含有的化學(xué)鍵類型

為___________（填選項字母）。

A．σ鍵 B．π鍵 C．配位鍵 D．金屬鍵

（3）Ga、N、As的合金材料是制作太陽能電池的重要原料，三種基態(tài)原子的第一電離能由小到大的順序為________________________（用元素符號表示）。

（4）AsH3的立體構(gòu)型為___________。相同壓強下，AsH3的沸點低于NH3的原因為___________。

（5）LiZnAS基稀磁半導(dǎo)體晶胞如圖所示，該晶體的密度為ρg·cm-3，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA。則：

①與Li原子距離最近且相等的Zn原子的數(shù)目為____________。

②晶胞參數(shù)a =_____________pm（用代數(shù)式表示）。

Answer 1

【答案】 4p B D Ga<As<N 三角錐形 NH3分子間能形成氫鍵 6 ×10

【解析】試題分析：（1）基態(tài)Ga原子是31號元素，最外層有3個電子；離原子核越遠能級越高；（2）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)判斷存在的化學(xué)鍵；（3）同周期元素從左到右第一電離能增大，同主族元素從上到下第一電離能減小；（4）AsH3中As原子的價電子對數(shù)是4，有1對孤對電子；氨分子間能形成氫鍵；（5）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)分析；

解析：（1）基態(tài)Ga原子最外層有3個電子，排布在4s24p1, 軌道表達式為；離原子核越遠能級越高，電子占據(jù)最高能級的符號為4p；

（2）碳原子可以形成4個碳碳單鍵，所以每個As應(yīng)與4個Ga相連，金剛石中含有的化學(xué)鍵是共價鍵，所以該物質(zhì)中含有的化學(xué)鍵是極性鍵，單鍵為σ鍵，又因為砷原子還有1對孤對電子，而鎵原子有容納孤對電子的空軌道，所以還可以構(gòu)成配位鍵，故選B D；（3）同周期元素從左到右第一電離能增大，同主族元素從上到下第一電離能減小，所以Ga、N、As三種基態(tài)原子的第一電離能由小到大的順序為Ga<As<N；（4）AsH3中As原子的價電子對數(shù)是4，有1對孤對電子，AsH3的立體構(gòu)型為三角錐形；氨分子間有氫鍵，所以AsH3的沸點低于NH3；（5）①根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)鋰原子上、下、四周各有1個Zn原子，所以與Li原子距離最近且相等的Zn原子的數(shù)目為6；②根據(jù)均攤原則，1個晶胞含有4個Li、4個Zn、4個AS，晶胞的摩爾質(zhì)量是588g/mol；1 cm3晶體的質(zhì)量是 g；1 cm3晶胞的物質(zhì)的量是 ，= g，a = 。