Question

【题目】【化学-选修3：物质结构与性质】砷化镓（GaAs）是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等．回答下列问题：
（1）写出基态As原子的核外电子排布式 ．
（2）根据元素周期律，原子半径GaAs，第一电离能GaAs．（填“大于”或“小于”）
（3）AsCl3分子的立体构型为 ， 其中As的杂化轨道类型为 ．
（4）GaF3的熔点高于1000℃，GaCl3的熔点为77.9℃，其原因是 ．
（5）GaAs的熔点为1238℃，密度为ρ gcm﹣3 ， 其晶胞结构如图所示．
该晶体的类型为 ， Ga与As以键键合．Ga和As的摩尔质量分别为MGa gmol﹣1和MAs gmol﹣1 ， 原子半径分别为rGa pm和rAs pm，阿伏伽德罗常数值为NA ， 则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为 ．

Answer 1

【答案】
（1）1s22s22p63s23p63d104s24p3
（2）大于；小于
（3）三角锥形；sp3
（4）GaF3的为离子晶体，GaCl3的为分子晶体，离子晶体的熔点高
（5）原子晶体；共价；x100%
【解析】（1）As为ⅤA族33号元素，电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s24p3 ， 所以答案是：1s22s22p63s23p63d104s24p3；
（2）根据元素周期变，Ga与As位于同一周期，Ga原子序数小于As，故半径Ga大于As，同周期第一电离能从左到右，逐渐增大，故第一电离能Ga小于As，所以答案是：大于；小于；
（3）AsCl3中价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+ (5-3X1)/2=4，所以原子杂化方式是sp3 ， 由于有一对孤对电子对，分子空间构型为三角锥形，所以答案是：三角锥形；sp3；（4）GaF3的熔点高于1000℃，GaCl3的熔点为77.9℃，其原因是GaF3为离子晶体，GaCl3为分子晶体，离子晶体的熔点高，所以答案是：GaF3的为离子晶体，GaCl3的为分子晶体，离子晶体的熔点高；（5）GaAs的熔点为1238℃，熔点较高，以共价键结合形成属于原子晶体，密度为ρ gcm﹣3 ， 根据均摊法计算，As： 8X+6X，Ga：4×1=4，故其晶胞中原子所占的体积V1= ，晶胞的体积V2= = ，故GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为 ×100%将V1、V2带入计算得百分率，所以答案是：原子晶体；共价； ×100%．