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【题目】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原子的电子的电子排布________________________。

(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”)

(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ρg·cm3,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 g·mol1和MAs g·mol1,原子半径分别为rGa pm和rAs pm,阿伏加德罗常数值为NA,则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为____________________。

【答案】(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3

(2)大于小于

(3)三角锥形sp3

(4)GaF3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

【解析】

试题分析:(1)As为ⅤA族33号元素,电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s24p3故答案为:1s22s22p63s23p63d104s24p3

(2)根据元素周期律,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

故答案为: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+=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

故答案为: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

故答案为:GaF3为离子晶体,GaCl3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:1/8+6×1/2=4,Ga:4×1=4,故其晶胞中原子所占的体积V1=(πr3As×4+πr3Ga×4)×10-30,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=

故答案为:原子晶体;共价;

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