Question

【题目】B、N、F、Ga、As是新一代太阳能电池、半导体材料中含有的主要元素。回答下列问题：

（1）基态Ga原子的核外电子排布式是__________,基态Ga原子核外电子占据最高能级的电子云轮廓图为________。

（2）在第四周期中，与基态As原子核外未成对电子数目相同的元素为__________。

（3）NF3的立体构型为_______。N2F2分子中各原子都满足8电子结构，分子中σ键和π键的个数比为______，氮原子的杂化轨道类型为__________。

（4）B、Al、Ga单质的熔点依次为2300°C，660°C，29.8°C，解释熔点产生差异的原因______。

（5）由B、N、F组成的某离子化合物中，B、N、F的原子个数比为1：1：8，其阴、阳离子互为等电子体，该化合物中的阳离子、阴离子符号分别为__________。

（6）GaAs晶体结构如图所示。

①图中As原子的坐标参数为，_______。

②已知晶胞中相邻且最近的Ga、As原子的核间距为acm，NA为阿伏加德罗常数的值，晶体的密度为___________g/cm3(填写表达式)。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1 哑铃形 V、Co 三角锥形 3：1 sp2 硼单质是原子晶体，熔点高，Al、Ga均为金属晶体，且位于同主族，Al、Ga的价电子数相同，Al的原子半径较小，则金属键较强，熔点较高 NF4+、BF4- ()

【解析】

(1)Ga是31号元素，基态Ga原子核外有31个电子，其核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1，由此可知，基态Ga原子核外电子占据最高能级轨道为4p轨道，p轨道为哑铃形，故答案为：1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1；哑铃形；

(2)As的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s24p3，基态As原子核外未成对电子数目为3，第四周期中，除As外，核外未成对电子数目为3的还有核外电子排布式子为：1s22s22p63s23p63d34s2的V，1s22s22p63s23p63d74s2的Co，故答案为：V；Co；

(3)NF3的中心原子N，σ键数=3，孤电子对数==1，价层电子对数=3+1=4，则NF3的中心原子N轨道杂化类型为sp3杂化，且有1对孤电子，则NF3的立体构型为三角锥形。N2F2分子中各原子都满足8电子结构，则N2F2的结构式为F-N=N-F，1个N2F2分子中含3个σ键，1个π键，σ键和π键的个数比=3:1，N2F2分子N原子的σ键数=3，孤电子数=0，则N原子以sp2方式杂化，故答案为：三角锥形；3:1；sp2；

(4)硼单质是原子晶体，Al、Ga均为金属晶体，故B单质的熔点高于Al、Ga，Al、Ga位于同主族，Al、Ga的价电子数相同，Al的原子半径较小，则金属键较强，熔点较高，故答案为：硼单质是原子晶体，熔点高，Al、Ga均为金属晶体，且位于同主族，Al、Ga的价电子数相同，Al的原子半径较小，则金属键较强，熔点较高；

(5)由B、N、F元素组成的离子化合物A中，B、N、F原子的个数比为1︰1︰8，其阴阳离子是等电子体，则每个等电子体的电子数为电子总数的的一半，即为=42，可将氟原子平均分配后分别和N、B组成离子，即阳离子为NF4+，阴离子为BF4-，故答案为：NF4+、BF4-；

(6)①从左往右4个As原子的坐标依次为：，故答案为：；

②根据均摊法可知，1个晶胞中Ga的个数==4，As的个数=4，即1个晶胞中含4个Ga、4个As，则1个晶胞的质量m==。设晶胞边长为x，则体对角线长度为=，则4a=，，所以1个晶胞的体积V=cm3，所以晶体的密度ρ=。