Question

【题目】GaN是制造5G芯片的材料，氮化镓铝和氮化铝LED可发出紫外光。回答下列问题：

(1)基态As原子核外电子排布式为[Ar]________，下列状态的铝中，电离最外层的一个电子所需能量最小的是_____________(填标号)。

A. B. C.[Ne] D.

(2)8—羟基喹啉铝(分子式C27H18AlN3O3)用于发光材料及电子传输材料，可由LiAlH4与 (8—羟基喹啉)合成。LiAlH4中阴离子的空间构型为_______；所含元素中电负性最大的是___(填元素符号)，C、N、O的杂化方式依次为 _____、_________和____________。

(3)已知下列化合物的熔点：

化合物	AlF3	GaF3	AlCl3
熔点/℃	1040	1000	194

①表中卤化物的熔点产生差异的原因是____________。

②熔融AlCl3时可生成具有挥发性的二聚体Al2Cl6，二聚体Al2Cl6的结构式为_______；其中Al的配位数为_________。

(4)GaAs的晶胞结构如图所示，紧邻的As原子之间的距离为x,紧邻的As、Ga原子之间的距离为y，则 =________。

Answer 1

【答案】3d104s24p3 D 正四面体 O sp2 sp2 sp3 AlF3、GaF3为离子晶体，AlCl3为分子晶体，晶格能：AlF3>GaF3 4

【解析】

(1)As为33号元素，其原子核外有33个电子，根据构造原理书写基态原子核外电子排布式；电离最外层的一个电子所需能量：基态＞激发态，第一电离能＜第二电离能＜第三电离能；

(2)LiAlH4中阴离子为AlH4-，根据价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数计算判断该阴离子中Al原子价层电子对个数，再判断该阴离子空间构型；元素的非金属性越强，其电负性越大；8一羟基喹啉中环上的C、N、O原子价层电子对个数分别为3、3、4，根据价层电子对互斥理论判断原子杂化类型；

(3)①原子晶体熔沸点较高、分子晶体熔沸点较低；②二聚体Al2Cl6中Al原子有空轨道，Cl可以提供孤电子对形成配位键；配合物中的配位数是指直接同中心离子(或原子)配位的原子数目；

(4)根据晶胞结构图，分析计算紧邻的两个As原子的距离为顶点到面心的距离和紧邻的As、Ga原子之间的距离。

(1)As为33号元素，基态原子核外电子排布式为[Ar]3d104s24p3；铝的第三电离能＞第二电离能＞第一电离能，基态大于激发态，所以D所需的能量最低，故答案为：3d104s24p3；D；

(2)LiAlH4中阴离子为AlH4-，该阴离子中Al原子价层电子对个数=4+=4且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断该阴离子空间构型为正四面体；元素的非金属性越强，其电负性越大，非金属性O＞N＞C＞H＞Al，则电负性O＞N＞C＞H＞Al；8一羟基喹啉中环上的C、N、O原子价层电子对个数分别为3、3、4，根据价层电子对互斥理论判断原子杂化类型，C、N、O杂化方式分别为 sp2、sp2、sp3，故答案为：正四面体；O；sp2；sp2；sp3；

(3)①离子晶体的熔沸点较高、分子晶体熔沸点较低，依据物质组成及熔点可确定AlF3、GaF3为离子晶体，AlCl3为分子晶体，离子晶体熔点一般比分子晶体的高，离子晶体熔点由晶格能相对大小决定，晶格能：AlF3＞GaF3，所以熔沸点：AlF3＞GaF3＞AlCl3，故答案为：AlF3、GaF3为离子晶体，AlCl3为分子晶体，晶格能：AlF3＞GaF3；

②熔融时AlCl3生成可挥发的二聚体Al2Cl6，该二聚体由Al提供空轨道，Cl原子提供电子对形成配位键，其结构式为；配合物中的配位数是指直接同中心离子(或原子)配位的原子数目，二聚体Al2Cl6中与Al直接相连的原子有4个，故其配位数为4，故答案为：；4；

(4)紧邻的两个As原子的距离为顶点到面心的距离x=apm，紧邻的As、Ga原子之间的距离为y=×apm，则x∶y=apm∶(×apm)=，故答案为：。