Question

【題目】第二代半導(dǎo)體材料——（Ⅲ-V)A族化合物的特殊性能使之成為科學(xué)家的研究熱點(diǎn)之一。

(1) 基態(tài)鎵原子的價(jià)電子軌道表示式為_____________。

(2) N、P、As位于同一主族，基態(tài)氮原子的核外共有________種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子，N2O的空間構(gòu)型為_________，NH4NO3中N的雜化方式為_________________，與PO43-互為等電子體的分子有________________（填一種即可）。

（3）已知NH3分子的鍵角約為107°，而PH3分子的鍵角約為94°,試用價(jià)層電子對(duì)互斥理論解釋NH3的鍵角比PH￥的鍵角大的原因__________________________。

（4）第三周期主族元素中，按第一電離能大小排序，第一電離能在磷和鋁之間的元素有________________。

（5）氮化硼、氮化鋁、氮化鎵的結(jié)構(gòu)類似于金剛石，熔點(diǎn)如表中所示：

物質(zhì)	BN	AIN	GaN
熔點(diǎn)/℃	3000	2200	1700

試從結(jié)構(gòu)的角度分析它們?nèi)埸c(diǎn)不同的原因_____________________。

（6）磷化鋁晶胞如圖所示，A1原子的配位數(shù)為________，若兩個(gè)鋁原子之間的最近距離為d pm，NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值， 則磷化鋁晶體的密度ρ=_________g/cm3。

Answer 1

【答案】 7 直線形 sp3 、sp2 CCl4（或SiF4等） N原子半徑比P原子半徑小，NH3分子中成鍵電子對(duì)間的距離較近，斥力更大。 Mg、Si、S 氮化硼、氮化鋁、氮化鎵都是原子晶體，鍵長依次增大，鍵能依次降低，熔點(diǎn)依次降低。 4 【答題空10】×1030

【解析】(1) 鎵與鋁屬于同一主族元素，位于第4周期，基態(tài)鎵原子的價(jià)電子軌道表示式為，故答案為：；

(2) N、P、As位于同一主族，基態(tài)氮原子的核外有7個(gè)電子，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)各不相同，已知N2O與CO2互為等電子體，等電子體的結(jié)構(gòu)相似，已知CO2為直線形的分子，所以N2O的空間構(gòu)型為直線形， NH4NO3中有2種N，其中銨根離子中N采用sp3雜化，硝酸根中的N采用sp2雜化，與PO43-互為等電子體的分子有CCl4、SiF4等，故答案為：7；直線形；sp3、 sp2；CCl4(或SiF4等)；

(3)N原子半徑比P原子半徑小，NH3分子中成鍵電子對(duì)間的距離較近，斥力更大。使得NH3分子的鍵角大于PH3分子的鍵角，故答案為N原子半徑比P原子半徑小，NH3分子中成鍵電子對(duì)間的距離較近，斥力更大：；

(4)同一周期從左到右，第一電離能逐漸增大，但軌道全空或半充滿狀態(tài)時(shí)反常，在第三周期主族元素中，按第一電離能大小排序，第一電離能在磷和鋁之間的元素有Mg、Si、S，故答案為：Mg、Si、S；

(5)氮化硼、氮化鋁、氮化鎵都是原子晶體，鍵長依次增大，鍵能依次降低，熔點(diǎn)依次降低，故答案為：氮化硼、氮化鋁、氮化鎵都是原子晶體，鍵長依次增大，鍵能依次降低，熔點(diǎn)依次降低；

(6)根據(jù)結(jié)構(gòu)示意圖，每個(gè)P原子周圍有4個(gè)鋁原子形成正四面體結(jié)構(gòu)，每個(gè)鋁原子周圍有4個(gè)P原子形成正四面體結(jié)構(gòu)，A1原子的配位數(shù)為4，在晶胞中鋁原子的個(gè)數(shù)為8×+6×=4，P原子的個(gè)數(shù)為4，化學(xué)式為AlP，兩個(gè)鋁原子之間的最近距離為d pm=d ×10-10cm，則晶胞的邊長為 d ×10-10cm，則磷化鋁晶體的密度ρ= =×1030 g/cm3，故答案為：4； ×1030。