Question

【題目】某市售照明材料LED晶片是一種發(fā)光二極管。材質(zhì)組成為：GaAs(砷化鎵)、AlGaInP(磷化鋁鎵銦)、GaInN(氮化鎵銦)等。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）砷基態(tài)原子的核外電子排布式為______________________。

（2）上述非金屬元素氫化物的沸點(diǎn)從高到低的順序?yàn)?/span>___________。

（3）下列說(shuō)法正確的是___________

a．電負(fù)性：As<Ga b．Sic與GaAs互為等電子體 c．第一電離能：As>Se>Ga

（4）如圖所示為GaAs的晶胞結(jié)構(gòu)，晶體熔點(diǎn)為1237℃。

①晶胞中砷與鎵原子間的化學(xué)鍵類型有___________。

②一個(gè)鎵原子周圍所有距離最近且相等的砷原子形成的空間構(gòu)型是___________。

③一個(gè)晶胞的組成為___________。

④已知晶胞棱長(zhǎng)a=5.64×10-10m,相對(duì)原子質(zhì)量Ga∶70,As∶75,則該晶胞密度為ρ=___________。

Answer 1

【答案】 1s22s22p63s23p63d104s24p3 NH3>AsH3>PH3 bc 共價(jià)鍵(或極性鍵)、配位鍵 正四面體 Ga4As4 5.37g·cm-3

【解析】（1）砷位于周期表中第四周期第 ⅤA，故其核外電子排布式為

1s22s22p63s23p63d104s24p3；正確答案：1s22s22p63s23p63d104s24p3；

（2）氫化物：NH3、AsH3、PH3，氨分子中含有氫鍵，沸點(diǎn)反常，AsH3、PH3都屬于分子晶體，分子量越大，分子間作用力大，沸點(diǎn)越高；所以正確順序：NH3>AsH3>PH3；正確答案：NH3>AsH3>PH3；

（3）砷的非金屬性強(qiáng)，電負(fù)性強(qiáng)于鎵，a錯(cuò)誤；等電子體指原子數(shù)相同，價(jià)電子總數(shù)也相同；Sic與GaAs原子個(gè)數(shù)比相同，價(jià)電子數(shù)也相同，b正確；同周期元素從左到右第一電離能逐漸增大，As的4p能級(jí)含有3個(gè)電子，為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能較高，則第一電離能As>Se>Ga，c正確；

（4）① 鎵有3個(gè)價(jià)電子，但形成4個(gè)共價(jià)鍵，說(shuō)明有一個(gè)配位鍵；正確答案：共價(jià)鍵(或極性鍵)、配位鍵；

②砷化鎵晶胞中砷原子8個(gè)在立方體的頂角，6個(gè)在面上，該晶胞所包含的的砷原子數(shù)為8×1/8+6×1/2=4,而鎵原子周圍是4個(gè)均勻分布的砷原子為正四面體型；正確答案：正四面體型；

③8個(gè)頂點(diǎn)含有砷原子為8×1/8=1,6個(gè)面上有砷原子6×1/2=3，共有砷原子4個(gè)；鎵原子在中心，有4個(gè)，所以一個(gè)晶胞的組成為. Ga4As4；正確答案：Ga4As4；

④砷化鎵晶胞中砷原子8個(gè)在立方體的頂角，6個(gè)在面上，該晶胞所包含的的砷原子數(shù)為8×1/8+6×1/2=4,上述晶胞結(jié)構(gòu)中含有4個(gè)GaAs，其質(zhì)量為4×（70+75）=580g，晶胞的體積為：a3×6.02×1023m3=(5.64×10-10)3×6.02×1023=1080.02×10-7 m3=108.02cm3，根據(jù)密度計(jì)算公式：ρ=m/V=580/108.02= 5.37g·cm-3；正確答案5.37g·cm-3；