Question

【题目】砷化稼（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)基态Ga原子的核外电子排布式为[Ar]_______________。

(2)根据元素周期律，元素的电负性Ga______（填“大于”或“小于”, 下同）As，第一电离能B ____ Ga；BF3和NH3的分子能够通过配位键相结合的原因是_______。

(3)杀虫剂Na3AsO4中阴离子的空问构型为______，As原子采取________杂化。

(4)组成相似的GaF3和GaCl3晶体，前者属于离子晶体，后者属于分子晶体。从F-和Cl-结构的不同分析其原因是____________。

(5)原子晶体GaAs的晶胞参数a=xpm，它的晶胞结构如下图所示。该晶胞内部存在的共价健数为______；A原子距离B原子所在六面体的侧面的最短距离为______ （用x表示）pm ；该晶胞的密度为_____g·cm-3。（阿伏伽德罗常数用NA表示）。

Answer 1

【答案】 3d104s24p1 小于 大于 NH3的N具有孤对电子,BF3中的B核外具有空轨道 正四面体 sp3 Cl-的电子层数比F-的多，原子半径比F-的大 16 0.25x

【解析】(1)镓是31号元素，核外有31个电子，基态镓（Ga）原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1，简写成[Ar] 3d104s24p1；（2）同周期元素，从左到右电负性逐渐增大，同主族元素从下到上，电负性逐渐增大，电负性：Ga小于As；第一电离能与原子核外电子排布有关，当电子在能量相当的轨道上形成全空、半满、全满时，原子的能量较低，第一电离能越大，同一主族，从上到下，原子半径越大，吸电子能力越弱，第一电离能越小，B与Ga在ⅢA族，第一电离能B大于Ga；B原子其价层电子数是4，采取sp3杂化，B原子形成3个σ 键一个配位键，B原子提供空轨道的原子、N原子提供孤电子对，B、N原子之间形成配位键，形成BF3·NH3。(3)AsO43－中含有的孤电子对数是0，中心原子有4个共价键，所以其构型是正四面体形，As原子价层电子对数为4，故杂化方式为 sp3 ；(4) Cl-的电子层数比F-的多，原子半径比F-的大，Ca2＋ 与F― 形成离子键，形成离子晶体；（5）如图每个As与4个Ga形成4个共价键，晶胞中共含4×4=16个共价键；A原子距离B原子所在六面体的侧面的最短距离为a/4=0.25xpm；晶胞中拥有的As原子8×1/8+6×1/2=4，Ga也是4个，该晶胞的密度为 g·cm-3