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【题目】【化学——选修3:物质结构】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Ga As,第一电离能Ga As填“大于”或“小于”

3AsCl3分子的立体构型为 ,其中As的杂化轨道类型为

4GaF3的熔点高于1000℃GaCl3的熔点为779℃,其原因是

5GaAs的熔点为1238℃,密度为,其晶胞结构如图所示。

该晶体的类型为 GaAs的摩尔质量分别为,原子半径分别为,阿伏加德罗常数值为,则晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为 已知1m=1012pm

【答案】11s22s22p63s23p63d104s24p3 2 大于 小于 3三角锥形 sp3

4GaF3是离子晶体,GaCl3是分子晶体,离子晶体GaF3的熔沸点高;

5原子晶体;共价键

【解析】

试题分析:1As的原子序数是33,则基态As原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3

2同周期自左向右原子半径逐渐减下,则原子半径Ga大于As,由于As的4p轨道电子处于半充满状态,稳定性强,所以第一电离能Ga小于As。

3AsCl3分子的价层电子对数4,含有一对孤对电子,所以立体构型为三角锥形,其中As的杂化轨道类型为sp3

4由于GaF3是离子晶体,GaCl3是分子晶体,所以离子晶体GaF3的熔沸点高

5GaAs的熔点为1238℃,密度为ρg·cm3,其晶胞结构如图所示,熔点很高,所以晶体的类型为原子晶体,其中Ga与As以共价键键合。根据晶胞晶胞可知晶胞中Ca和As的个数均是4个,所以晶胞的体积是。二者的原子半径分别为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×100%=

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