Question

【題目】近些年，半導(dǎo)體材料在電子領(lǐng)域發(fā)展迅速，科學(xué)家一般在分界線出尋找半導(dǎo)體材料，如硅、鍺、砷及GaAs等化合物�；卮鹣铝袉栴}：

（1）基態(tài)As原子的外圍電子排布式為________，原子核外有______個(gè)未成對(duì)電子。

（2）實(shí)驗(yàn)測(cè)得鎵的氯化物的熔沸點(diǎn)顯著低于其對(duì)應(yīng)化合價(jià)的氯化物，其原因可能是_________。

（3）Ge、Se、As位于周期表第四周期，其第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>______。

（4）AsH3分子的立體構(gòu)型為 ______，其中As的雜化軌道類型為______。

（5）碳和硅屬于同主族元素，碳能形成多種氫化物，但硅的氫化物很少且不穩(wěn)定，試從原子結(jié)構(gòu)角度分析可能的原因__________。

（6）GaAs晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，若A的坐標(biāo)參數(shù)為（0,0,0），B為（0,1/2，1/2）、C為（1,0,0）、則D的坐標(biāo)參數(shù)為_______。已知GaAs的晶胞邊長(zhǎng)為apm，其密度為_____ g·cm-3（列出計(jì)算式即可）。

Answer 1

【答案】 4s24p3 3 晶體類型不同，Ga的氟化物為離子晶體，Ga的氯化物為分子晶體 As、Se、Ge 三角錐形 sp3 碳原子的原子半徑小，硅原子半徑大，硅原子形成的共價(jià)鍵長(zhǎng)長(zhǎng)，不穩(wěn)定 (3/4,3/4,3/4)

【解析】（1）As 為ⅤA 族33 號(hào)元素，電子排布式為 1s22s22p63s23p63d104s24p3。 故外圍電子排布式為 4s24p3；核外未成對(duì)電子有3 個(gè)。

（2）鎵的氯化物的熔沸點(diǎn)顯著低于其對(duì)應(yīng)化合價(jià)的氟化物說明它們不可能都是分子晶體，根據(jù)氟元素電負(fù)性最大可以預(yù)測(cè)鎵的氟化物為離子晶體。

（3）根據(jù)元素周期律，Ge、Se、As 位于同一周期，同周期第一電離能從左到右，逐漸增大，但As原子最外層電子排布半充滿，能量較低較穩(wěn)定，故第一電離能Ga 小于As，As 大于Se。

（4）AsH3 中價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ 鍵個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+（5-3×1）/2=4，所以As 原子雜化方式是sp3，由于有一對(duì)孤對(duì)電子，故分子空間構(gòu)型為三角錐形。

（5）雖然碳和硅是同一主族的元素，但碳原子的原子半徑小，硅原子半徑大，硅原子形成的共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)長(zhǎng)，不穩(wěn)定。

（6） 根據(jù)晶胞中各個(gè)原子的相對(duì)位置可知，As 在頂點(diǎn)和面心，將立方體晶胞分割為8 個(gè)小正方體，Ga 在4 個(gè)交錯(cuò)的小正方體的體心，所以D 的坐標(biāo)參數(shù)為（3/4，3/4，3/4）；根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，在晶胞中含有的As 原子數(shù)是8×1/8+6×1/2=4，含有Ga 原子數(shù)為4×1=4，所以晶胞，所以晶胞的密度是。