4.請完成下列各題:
第ⅢA、ⅤA元素組成的化合物GaN、GaP、GaAs等是人工合成的新型半導(dǎo)體材料,其晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似.
(1)Ga原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p1
(2)在GaAs晶體中,每個(gè)Ga原子與4個(gè)As原子相連,與同一個(gè)Ga原子相連的As原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為正四面體.
(3)在四大晶體類型中,GaAs屬于原子晶體.
(4)As與Ga之間存在的化學(xué)鍵有BEG(填字母)
A.離子鍵    B.σ鍵    C.π鍵    D.氫鍵
E.配位鍵     F.金屬鍵    G.極性鍵
(5)GaAs晶胞如圖所示,其晶胞邊長為564.0pm,密度為5.37g/cm3(列式并計(jì)算),a位置As原子與b位置Ga原子之間的距離為141$\sqrt{3}$pm(列式表示).(Ga、As的相對原子質(zhì)量分別為70、75)

分析 (1)Ga是31號元素,其基態(tài)原子核外有31個(gè)電子,根據(jù)構(gòu)造原理書寫其原子核外電子排布式;
(2)單晶硅是Si正四面體向空間延伸的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),為原子晶體,GaN晶體結(jié)構(gòu)與單晶硅相似,GaN屬于原子晶體,與同一個(gè)Ga原子相連的N原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為與但晶硅中Si的結(jié)構(gòu)相似;
(3)根據(jù)GaN的構(gòu)成微粒確定晶體類型;
(4)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)判斷存在的化學(xué)鍵;
(5)根據(jù)$ρ=\frac{m}{V}$計(jì)算;a位置As原子與b位置Ga原子之間的距離為晶體體對角線的$\frac{1}{4}$.

解答 解:(1)Ga原子是31號元素,根據(jù)構(gòu)造原理寫出Ga原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p1,
故答案為:1s22s22p63s23p63d104s24p1;
(2)GaN晶體結(jié)構(gòu)與單晶硅相似,GaN屬于原子晶體,每個(gè)Ga原子與4個(gè)N原子相連,與同一個(gè)Ga原子相連的N原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為正四面體,
故答案為:4;正四面體;
(3)GaN晶體結(jié)構(gòu)與單晶硅相似,GaN屬于原子晶體,故答案為:原子;
(4)碳原子可以形成4個(gè)碳碳單鍵,所以每個(gè)As應(yīng)與4個(gè)Ga相連,金剛石中含有的化學(xué)鍵是共價(jià)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?yàn)樯樵舆有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,
故答案為:BEG;
(5)晶胞中Ga位于體內(nèi),數(shù)目為4,As原子位于頂點(diǎn)和面心,數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4,則晶胞質(zhì)量為$\frac{4×(70+75)g/mol}{6.02×10{\;}^{23}mol{\;}^{-1}}$,晶胞體積為(564×10-10cm)33,則密度為$\frac{4×(70+75)}{6.02×10{\;}^{23}×(564×10{\;}^{-10}){\;}^{3}}$=5.37g/cm3;
a位置As原子與b位置Ga原子之間的距離為晶體體對角線的$\frac{1}{4}$,則距離為$\frac{1}{4}$×$\sqrt{3}$×564×10-10cm=141$\sqrt{3}$,
故答案為:5.37;141$\sqrt{3}$.

點(diǎn)評 本題考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì),明確物質(zhì)結(jié)構(gòu)是解本題關(guān)鍵,結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),知道電負(fù)性大小的判斷方法、電子式的書寫規(guī)則,難度不大.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

14.短周期元素Q、R、T、P、W在元素周期表中的位置如圖所示,其中T所處的周期序數(shù)與主族序數(shù)相等,請回答下列問題:
(1)T的原子結(jié)構(gòu)示意圖為,用化學(xué)方程式表示工業(yè)上冶煉該單質(zhì)的反應(yīng)原理2Al2O3$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$4Al+3O2↑.
(2)元素的非金屬性:Q>P(填“>”或“<”),可以證明該結(jié)論的實(shí)驗(yàn)是(用化學(xué)方程式表示)Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3
(3)R的氫化物的結(jié)構(gòu)式為,實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)該氫化物的方法是ks5u用鑷子夾住濕潤的紅色石蕊試紙靠近氣體,觀察到試紙變藍(lán)或用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近氣體,觀察到有白煙產(chǎn)生.
(4)W在周期表的位置為第三周期第ⅥA族.W的單質(zhì)與其最高價(jià)氧化物的水化物濃溶液共熱能發(fā)生反應(yīng),生成兩種物質(zhì),其中一種是氣體,該氣體的化學(xué)式為SO2.利用該氣體的還原性,在海水提溴的過程中用該氣體的水溶液吸收用空氣吹出的溴蒸氣.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

15.實(shí)驗(yàn)室將化學(xué)式為C8H16O2的酯水解,得到A和B兩種物質(zhì),A氧化可轉(zhuǎn)變?yōu)锽,符合上述性質(zhì)的酯的結(jié)構(gòu)種類有( 。
A.1種B.2種C.3種D.4種

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

12.最近有科學(xué)家提出“綠色自由”構(gòu)想:把空氣吹入碳酸鉀溶液,然后再把CO2從溶液中提取出來,經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后使之變?yōu)榭稍偕剂霞状迹熬G色自由”構(gòu)想技術(shù)流程如下:

(1)在合成塔中,若有4.4kg CO2與足量H2恰好完全反應(yīng),可放出4947kJ的熱量,試寫出合成塔中發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.47kJ•mol-1;下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是CD.
A.升高溫度                        B.充入He(g),使體系壓強(qiáng)增大
C.將H2O(g)從體系中分離            D.再充入1molCO2和3molH2
(2)在載人航天器的生態(tài)系統(tǒng)中,不僅要求分離去除CO2,還要求提供充足的O2.某種電化學(xué)裝置可實(shí)現(xiàn)如下轉(zhuǎn)化:2CO2═2CO+O2,CO可用作燃料.已知該反應(yīng)的陽極反應(yīng)為:4OH--4e-═O2↑+2H2O,則陰極反應(yīng)為:2CO2+4e-+2H2O=2CO+4OH-
(3)常溫下,0.1mol•L-1NaHCO3溶液的pH大于8,則溶液中c(H2CO3)>c(CO32-
(填“>”、“=”或“<”),原因是因?yàn)榧却嬖?HCO3-?CO32-+H+也存在HCO3-+H2O?H2CO3+OH-(用離子方程式和必要的文字說明).
(4)某同學(xué)擬用沉淀法測定空氣中CO2的體積分?jǐn)?shù),他查得CaCO3、BaCO3的溶度積(Ksp)分別為4.96×10-9、2.58×10-9.應(yīng)該選用的試劑是Ba(OH)2(或NaOH溶液和BaCl2溶液).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

19.在金剛石的晶體中,含有由共價(jià)鍵形成的碳原子環(huán),其中最小的環(huán)上所需碳原子數(shù)及每個(gè)碳原子上任意兩個(gè)C--C鍵間的夾角是( 。
A.6個(gè)120°B.5個(gè)108°C.4個(gè)109°28′D.6個(gè)109°28′

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

9.下列說法正確的是( 。
A.28g乙烯與30g乙烷中含有的極性共價(jià)鍵個(gè)數(shù)之比2:3
B.常溫、常壓下,22.4L C2H4氣體完全加成需要lmolBr2
C.C2H6和C4H10不一定是同系物
D.1molH2O2完全分解時(shí)轉(zhuǎn)移電子2NA個(gè)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

16.(1)苯和溴的取代反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,其中A為具支試管改制成的反應(yīng)容器,在其下端開了一小孔,塞好石棉絨,再加入少量鐵屑.
請寫下列空白:
①試管C中苯的作用是:吸收Br2蒸汽反應(yīng)開始后,觀察D和E兩試管,看到的現(xiàn)象為:D管中變紅,E管中出現(xiàn)淺黃色沉淀.
②反應(yīng)2~3min后,在B中的NaOH溶液里可觀察到的現(xiàn)象是底層出現(xiàn)油狀液體.
③在上述整套裝置中,能防倒吸的裝置有F(填字母).
(2)實(shí)驗(yàn)室制備硝基苯的主要步驟如下:
a.配制一定比例的濃H2SO4與濃HNO3的混合酸,加入反應(yīng)器中;
b.向室溫下的混合酸中逐滴加入一定量的苯,充分振蕩,混合均勻;
c.在55℃~60℃下發(fā)生反應(yīng),直至反應(yīng)結(jié)束;
d.除去混合酸后,粗產(chǎn)品依次用蒸餾水和5% NaOH溶液洗滌,最后再用蒸餾水洗滌;
e.將用無水CaCl2干燥后的粗硝基苯進(jìn)行蒸餾,得到純凈硝基苯.
請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />①配制一定比例的濃H2SO4和濃HNO3的混合酸時(shí),操作的注意事項(xiàng)是:先將濃硝酸注入容器中,再慢慢注入濃硫酸,并及時(shí)攪拌和冷卻.
②步驟d中洗滌、分離粗硝基苯應(yīng)使用的儀器是分液漏斗.
③步驟d中粗產(chǎn)品用5% NaOH溶液洗滌的目的是除去粗產(chǎn)品中殘留的酸.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

13.某有機(jī)物X的化學(xué)式C12H16O3N2,某同學(xué)經(jīng)過化學(xué)分析和儀器分析測定其結(jié)構(gòu),其過程如下:
(1)經(jīng)實(shí)驗(yàn),X既能與鹽酸反應(yīng)又能與氫氧化鈉溶液反應(yīng).則X一定不可能屬于的物質(zhì)別D.
A.蛋白質(zhì)     B.氨基酸     C.肽      D.硝基化合物
(2)光譜分析,X分子中含有一個(gè)苯環(huán)、一個(gè)、一個(gè),還有一個(gè)顯堿性、一個(gè)顯酸性的官能團(tuán).將該物質(zhì)在一定條件下水解,能得到兩種α-取代羧酸.其中一種的結(jié)構(gòu)簡式為:,另一種水解產(chǎn)物結(jié)構(gòu)簡式為:CH3CH(NH2)COOH;
(3)與CH3OH在一定條件下生成的酯是一種有用的合成中間體,利用該酯可與一種醇X發(fā)生取代反應(yīng),生成一種新的酯()和CH3OH,則醇X的結(jié)構(gòu)簡式為(CH33COH.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

14.下列實(shí)驗(yàn)中,若加入或通入的試劑過量,沒有沉淀生成的是( 。
A.將SO2通入石灰水中B.將CO2通入飽和純堿溶液中
C.將CO2通入水玻璃中D.將H2S通入CuSO4溶液中

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同步練習(xí)冊答案