Question

Ⅰ.2010年上海世博会场馆，大量的照明材料或屏幕都使用了发光二极管（LED）．目前市售LED品片，材质基本以GaAs（砷化镓）、AlGaInP（磷化铝镓铟）、InGaN（氮化铟镓）为主．已知镓是铝同族下一周期的元素．砷化镓的晶胞结构如右图所示．试回答：
（1）砷化镓晶胞中所包含的砷原子（白色球）个数为

 

，与同一个镓原子（黑色球）相连的砷原子构成的空间构型为

 

．
（2）N、P、As处于同一主族，其氢化物沸点由高到低的顺序是

 

（用氢化物分子式表示）．
（3）砷化镓可由（CH₃）₃Ga和AsH₃在700℃时制得．（CH₃）₃Ga中镓原子的杂化方式为

 

．
Ⅱ．氯化铬酰（CrO₃Cl₂）在有机合成中可作氧化剂或氯化剂，能与许多有机物反应．请回答下列问题．
（1）写出铬原子的基态电子排布式

 

；与铬同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与铬原子相同的元素有

 

（填元素符号）．
（2）CrO₂Cl₂常温下为深红色液体，能与CCl₄、CS₂等互溶，据此可判断CrO₂Cl₂是

 

分子（填“极性”或“非极性”）．

Answer 1

考点：晶胞的计算,原子核外电子排布,判断简单分子或离子的构型,相似相溶原理及其应用,原子轨道杂化方式及杂化类型判断,氢键的存在对物质性质的影响

专题：原子组成与结构专题,化学键与晶体结构

分析：Ⅰ．（1）根据“均摊法”计算晶胞的结构；
（2）NH₃分子间存在氢键，沸点最高，分子的相对分子质量越大，分子间作用力越大，分子晶体的沸点越高；
（3）Ga原子周围只有3对成键电子对，故其杂化方法为sp²；
Ⅱ．（1）Cr的原子序数为24，根据能量最低原理书写基态原子的电子排布式，根据最外层电子数为1判断；
（2）根据相似相溶判断分子的极性．

解答： 解：Ⅰ．（1）根据“均摊法”：白色球个数为6×

1

2

+8×

1

8

=4．由晶胞图可知与同一个镓原子相连的砷原子构成的空间构型为正四面体，故答案为：4；正四面体；
（2）由于NH₃分子间存在氢键，所以NH₃的沸点最高，由于AsH₃的相对分子质量大于PH₃，故AsH₃的沸点高于PH₃，故答案为：NH₃＞AsH₃＞PH₃；
（3）由于Ga原子周围只有3对成键电子对，故其杂化方法为sp²，故答案为：sp²；
Ⅱ．（1）Cr的原子序数为24，根据能量最低原理可知基态原子的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹，
铬原子的最外层电子数为1，位于第四周期，与铬同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与铬原子相同的元素有K、Cu，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹； K、Cu；
（2）CCl₄、CS₂等为非极性分子，CrO₂Cl₂能与CCl₄、CS₂等互溶，根据相似相溶可知，CrO₂Cl₂为非极性分子，故答案为：非极性．

点评：本题考查较为综合，涉及电子排布式、晶胞的计算、分子的极性、杂化类型等知识，题目难度较大，注意晶胞的计算方法．