Question

【题目】[化学——选修3：物质结构与性质]

Ga和As在材料科学领域用途广泛。请回答下列问题：

（1）基态Ga原子价层电子的轨道表达式为_________；其核外电子占据最高能级的符号为___________。

（2）GaAs是优良的半导体材料，晶胞结构与金刚石相似。该晶体中不含有的化学键类型

为___________（填选项字母）。

A．σ键 B．π键 C．配位键 D．金属键

（3）Ga、N、As的合金材料是制作太阳能电池的重要原料，三种基态原子的第一电离能由小到大的顺序为________________________（用元素符号表示）。

（4）AsH3的立体构型为___________。相同压强下，AsH3的沸点低于NH3的原因为___________。

（5）LiZnAS基稀磁半导体晶胞如图所示，该晶体的密度为ρg·cm-3，阿伏加德罗常数的值为NA。则：

①与Li原子距离最近且相等的Zn原子的数目为____________。

②晶胞参数a =_____________pm（用代数式表示）。

Answer 1

【答案】 4p B D Ga<As<N 三角锥形 NH3分子间能形成氢键 6 ×10

【解析】试题分析：（1）基态Ga原子是31号元素，最外层有3个电子；离原子核越远能级越高；（2）根据晶胞结构判断存在的化学键；（3）同周期元素从左到右第一电离能增大，同主族元素从上到下第一电离能减小；（4）AsH3中As原子的价电子对数是4，有1对孤对电子；氨分子间能形成氢键；（5）根据晶胞结构分析；

解析：（1）基态Ga原子最外层有3个电子，排布在4s24p1, 轨道表达式为；离原子核越远能级越高，电子占据最高能级的符号为4p；

（2）碳原子可以形成4个碳碳单键，所以每个As应与4个Ga相连，金刚石中含有的化学键是共价键，所以该物质中含有的化学键是极性键，单键为σ键，又因为砷原子还有1对孤对电子，而镓原子有容纳孤对电子的空轨道，所以还可以构成配位键，故选B D；（3）同周期元素从左到右第一电离能增大，同主族元素从上到下第一电离能减小，所以Ga、N、As三种基态原子的第一电离能由小到大的顺序为Ga<As<N；（4）AsH3中As原子的价电子对数是4，有1对孤对电子，AsH3的立体构型为三角锥形；氨分子间有氢键，所以AsH3的沸点低于NH3；（5）①根据晶胞结构锂原子上、下、四周各有1个Zn原子，所以与Li原子距离最近且相等的Zn原子的数目为6；②根据均摊原则，1个晶胞含有4个Li、4个Zn、4个AS，晶胞的摩尔质量是588g/mol；1 cm3晶体的质量是 g；1 cm3晶胞的物质的量是 ，= g，a = 。