Question

Ⅰ．砷化鎵為第三代半導(dǎo)體，以其為材料制造的燈泡壽命長(zhǎng)、耗能少．已知砷化鎵的晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）下列說(shuō)法正確的是

 

（填序號(hào)）．
A．砷化鎵晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl相同B．第一電離能As＞GaC．電負(fù)性As＞GaD．原子半徑As＞Ga
（2）砷化鎵可由（CH₃）₃Ga和AsH₃在700℃下反應(yīng)制得，反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
（3）AsH₃空間形狀為

 

；已知（CH₃）₃Ga為非極性分子，則其中嫁原子的雜化方式為

 

．
Ⅱ．金屬銅的導(dǎo)電性僅次于銀，局金屬中的第二位，大量用于電氣工業(yè)．
（4）請(qǐng)解釋金屬銅能導(dǎo)電的原因

 

；Cu²⁺的核外電子排布式為

 

．
（5）在硫酸銅溶液中通入過(guò)量的氨氣，小心蒸發(fā)，最終得到深藍(lán)色的[Cu（NH₃）₄]SO₄晶體，晶體中含有的化學(xué)鍵除普通共價(jià)鍵外，還有

 

和

 

．
（6）NiO晶體結(jié)構(gòu)與NaCl晶體類(lèi)似，其晶胞的棱長(zhǎng)為acm，則該晶胞中距離最近的兩個(gè)陽(yáng)離子核間的距離為

 

cm（用含a的代數(shù)式表示）．在一定溫度下NiO晶體可以自發(fā)地分散并形成“單分子層“（如圖2），可以認(rèn)為氧離子做致密單層排列，鎳離子填充其中，列式并計(jì)算每平方米面積上分散的該晶體的質(zhì)量為

 

g（氧離子的半徑為1.40×10-¹⁰m）．

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計(jì)算

專(zhuān)題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）A．對(duì)比GaAs與NaCl中陰陽(yáng)離子在晶胞中的分布可判斷晶胞結(jié)構(gòu)是否一樣；
B．同周期元素從左到右第一電離能逐漸增大；
C．同周期元素從左到右電負(fù)性逐漸增大；
D．同周期自左而右原子半徑減�。�
（2）砷化鎵可由（CH₃）₃Ga和AsH₃在700℃下反應(yīng)制得，根據(jù)原子守恒可知還生成CH₄；
（3）根據(jù)中心原子成鍵與含有孤電子對(duì)數(shù)判斷分子的空間構(gòu)型可雜化方式；
（4）根據(jù)金屬晶體的構(gòu)成微粒分析解答；根據(jù)能量最低原理書(shū)寫(xiě)電子排布式；
（5）[Cu（NH₃）₄]SO₄晶體屬于配合物，配離子與硫酸根之間形成離子鍵、銅離子與氨氣分子之間形成配位鍵，氨氣分子、硫酸根離子中存在普通共價(jià)鍵．
（6）根據(jù)氯化鈉的結(jié)構(gòu)知，氧離子和相鄰的鎳離子之間的距離為

1

2

a，距離最近的兩個(gè)陽(yáng)離子核間的距離是距離最近的氧離子和鎳離子距離的

2

倍，根據(jù)圖片知，每個(gè)氧化鎳所占的面積=1.40×10^-10m×1.40×10^-10m×sin60°，每個(gè)氧化鎳的質(zhì)量=

74.7

NA

g，每個(gè)氧化鎳的質(zhì)量乘以每平方米含有的氧化鎳個(gè)數(shù)就是每平方米含有的氧化鎳質(zhì)量．

解答： 解：（1）A．GaAs晶體中As分布于晶胞體心，Ga分布于頂點(diǎn)和面心，而NaCl中陰陽(yáng)離子分別位于晶胞的頂點(diǎn)、面心以及棱和體心，二者結(jié)構(gòu)不同，故A錯(cuò)誤；
B．同周期元素從左到右第一電離能逐漸增大，則第一電離能：As＞Ga，故B正確；
C．同周期元素從左到右電負(fù)性逐漸增大，則電負(fù)性：As＞Ga，故C正確；
D．同周期自左而右原子半徑減小，故原子半徑As＜Ga，故D錯(cuò)誤，
故答案為：BC；
（2）反應(yīng)為（CH₃）₃Ga和AsH₃，生成為GaAs，根據(jù)原子守恒可知還應(yīng)有和CH₄，反應(yīng)的化學(xué)方程式為（CH₃）₃Ga+AsH₃

700℃  .

GaAs+3CH₄，
故答案為：（CH₃）₃Ga+AsH₃

700℃  .

GaAs+3CH₄；
（3）AsH₃中含有3個(gè)δ鍵和1個(gè)孤電子對(duì)，為三角錐形，（CH₃）₃Ga中Ga形成3個(gè)δ鍵，沒(méi)有孤電子對(duì)，為sp²雜化，
故答案為：三角錐型；sp²；
（4）銅為金屬晶體，由銅離子與自由電子構(gòu)成，自由電子在外加電場(chǎng)的作用下可以發(fā)生定向移動(dòng)，故可以導(dǎo)電，Cu²⁺的核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹，
故答案為：銅為金屬晶體，由銅離子與自由電子構(gòu)成，自由電子在外加電場(chǎng)的作用下可以發(fā)生定向移動(dòng)；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹；
（5）[Cu（NH₃）₄]SO₄晶體屬于配合物，配離子與硫酸根之間形成離子鍵、銅離子與氨氣分子之間形成配位鍵，）[Cu（NH₃）₄]SO₄晶體屬于配合物，氨氣分子、硫酸根離子中存在普通共價(jià)鍵，四氨合銅絡(luò)離子與硫酸根之間形成離子鍵、銅離子與氨氣分子之間形成配位鍵，
故答案為：離子鍵；配位鍵；
（6）根據(jù)氯化鈉的結(jié)構(gòu)知，氧離子和相鄰的鎳離子之間的距離為

1

2

a，距離最近的兩個(gè)陽(yáng)離子核間的距離是距離最近的氧離子和鎳離子距離的

2

倍，所以其距離是

2

2

acm；
根據(jù)圖片知，每個(gè)氧化鎳所占的面積=

4×1.40×10-10m×8×1.40×10-10m×sin60°

8

，則每平方米含有的氧化鎳個(gè)數(shù)=

1

4×1.4×10-10×1.4×10-10Sin60°

，每個(gè)氧化鎳的質(zhì)量=

74.7

NA

g，所以每平方米含有的氧化鎳質(zhì)量=

74.7

NA

g×

1

4×1.4×10-10×1.4×10-10Sin60°

=

74.7

6.02×1023×4×1.4×10-10×1.4×10-10× 3 2

=1.83×10^-3，
故答案為：

2

2

a；

74.7

6.02×1023×4×1.4×10-10×1.4×10-10× 3 2

=1.83×10^-3．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)模塊的掌握情況，重點(diǎn)考查結(jié)構(gòu)知識(shí)，涉及電離能、電負(fù)性、原子半徑、空間結(jié)構(gòu)、雜化軌道、化學(xué)式、金屬晶體電子氣理論，考查知識(shí)全面、覆蓋廣，難度適中，可以衡量學(xué)生對(duì)該模塊主干知識(shí)的掌握情況．