Question

【題目】GaN是制造5G芯片的材料，氮化鎵鋁和氮化鋁LED可發(fā)出紫外光。回答下列問(wèn)題：

(1)基態(tài)As原子核外電子排布式為[Ar]________，下列狀態(tài)的鋁中，電離最外層的一個(gè)電子所需能量最小的是_____________(填標(biāo)號(hào))。

A. B. C.[Ne] D.

(2)8—羥基喹啉鋁(分子式C27H18AlN3O3)用于發(fā)光材料及電子傳輸材料，可由LiAlH4與 (8—羥基喹啉)合成。LiAlH4中陰離子的空間構(gòu)型為_______；所含元素中電負(fù)性最大的是___(填元素符號(hào))，C、N、O的雜化方式依次為 _____、_________和____________。

(3)已知下列化合物的熔點(diǎn)：

化合物	AlF3	GaF3	AlCl3
熔點(diǎn)/℃	1040	1000	194

①表中鹵化物的熔點(diǎn)產(chǎn)生差異的原因是____________。

②熔融AlCl3時(shí)可生成具有揮發(fā)性的二聚體Al2Cl6，二聚體Al2Cl6的結(jié)構(gòu)式為_______；其中Al的配位數(shù)為_________。

(4)GaAs的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，緊鄰的As原子之間的距離為x,緊鄰的As、Ga原子之間的距離為y，則 =________。

Answer 1

【答案】3d104s24p3 D 正四面體 O sp2 sp2 sp3 AlF3、GaF3為離子晶體，AlCl3為分子晶體，晶格能：AlF3>GaF3 4

【解析】

(1)As為33號(hào)元素，其原子核外有33個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理書(shū)寫(xiě)基態(tài)原子核外電子排布式；電離最外層的一個(gè)電子所需能量：基態(tài)＞激發(fā)態(tài)，第一電離能＜第二電離能＜第三電離能；

(2)LiAlH4中陰離子為AlH4-，根據(jù)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)計(jì)算判斷該陰離子中Al原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)，再判斷該陰離子空間構(gòu)型；元素的非金屬性越強(qiáng)，其電負(fù)性越大；8一羥基喹啉中環(huán)上的C、N、O原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)分別為3、3、4，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷原子雜化類(lèi)型；

(3)①原子晶體熔沸點(diǎn)較高、分子晶體熔沸點(diǎn)較低；②二聚體Al2Cl6中Al原子有空軌道，Cl可以提供孤電子對(duì)形成配位鍵；配合物中的配位數(shù)是指直接同中心離子(或原子)配位的原子數(shù)目；

(4)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)圖，分析計(jì)算緊鄰的兩個(gè)As原子的距離為頂點(diǎn)到面心的距離和緊鄰的As、Ga原子之間的距離。

(1)As為33號(hào)元素，基態(tài)原子核外電子排布式為[Ar]3d104s24p3；鋁的第三電離能＞第二電離能＞第一電離能，基態(tài)大于激發(fā)態(tài)，所以D所需的能量最低，故答案為：3d104s24p3；D；

(2)LiAlH4中陰離子為AlH4-，該陰離子中Al原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=4+=4且不含孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷該陰離子空間構(gòu)型為正四面體；元素的非金屬性越強(qiáng)，其電負(fù)性越大，非金屬性O＞N＞C＞H＞Al，則電負(fù)性O＞N＞C＞H＞Al；8一羥基喹啉中環(huán)上的C、N、O原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)分別為3、3、4，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷原子雜化類(lèi)型，C、N、O雜化方式分別為 sp2、sp2、sp3，故答案為：正四面體；O；sp2；sp2；sp3；

(3)①離子晶體的熔沸點(diǎn)較高、分子晶體熔沸點(diǎn)較低，依據(jù)物質(zhì)組成及熔點(diǎn)可確定AlF3、GaF3為離子晶體，AlCl3為分子晶體，離子晶體熔點(diǎn)一般比分子晶體的高，離子晶體熔點(diǎn)由晶格能相對(duì)大小決定，晶格能：AlF3＞GaF3，所以熔沸點(diǎn)：AlF3＞GaF3＞AlCl3，故答案為：AlF3、GaF3為離子晶體，AlCl3為分子晶體，晶格能：AlF3＞GaF3；

②熔融時(shí)AlCl3生成可揮發(fā)的二聚體Al2Cl6，該二聚體由Al提供空軌道，Cl原子提供電子對(duì)形成配位鍵，其結(jié)構(gòu)式為；配合物中的配位數(shù)是指直接同中心離子(或原子)配位的原子數(shù)目，二聚體Al2Cl6中與Al直接相連的原子有4個(gè)，故其配位數(shù)為4，故答案為：；4；

(4)緊鄰的兩個(gè)As原子的距離為頂點(diǎn)到面心的距離x=apm，緊鄰的As、Ga原子之間的距離為y=×apm，則x∶y=apm∶(×apm)=，故答案為：。