Question

【題目】[化學(xué)——選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]

Ga和As在材料科學(xué)領(lǐng)域用途廣泛。請(qǐng)回答下列問題：

（1）基態(tài)Ga原子價(jià)層電子的軌道表達(dá)式為_________；其核外電子占據(jù)最高能級(jí)的符號(hào)為___________。

（2）GaAs是優(yōu)良的半導(dǎo)體材料，晶胞結(jié)構(gòu)與金剛石相似。該晶體中不含有的化學(xué)鍵類型

為___________（填選項(xiàng)字母）。

A．σ鍵 B．π鍵 C．配位鍵 D．金屬鍵

（3）Ga、N、As的合金材料是制作太陽(yáng)能電池的重要原料，三種基態(tài)原子的第一電離能由小到大的順序?yàn)?/span>________________________（用元素符號(hào)表示）。

（4）AsH3的立體構(gòu)型為___________。相同壓強(qiáng)下，AsH3的沸點(diǎn)低于NH3的原因?yàn)?/span>___________。

（5）LiZnAS基稀磁半導(dǎo)體晶胞如圖所示，該晶體的密度為ρg·cm-3，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA。則：

①與Li原子距離最近且相等的Zn原子的數(shù)目為____________。

②晶胞參數(shù)a =_____________pm（用代數(shù)式表示）。

Answer 1

【答案】 4p B D Ga<As<N 三角錐形 NH3分子間能形成氫鍵 6 ×10

【解析】試題分析：（1）基態(tài)Ga原子是31號(hào)元素，最外層有3個(gè)電子；離原子核越遠(yuǎn)能級(jí)越高；（2）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)判斷存在的化學(xué)鍵；（3）同周期元素從左到右第一電離能增大，同主族元素從上到下第一電離能減小；（4）AsH3中As原子的價(jià)電子對(duì)數(shù)是4，有1對(duì)孤對(duì)電子；氨分子間能形成氫鍵；（5）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)分析；

解析：（1）基態(tài)Ga原子最外層有3個(gè)電子，排布在4s24p1, 軌道表達(dá)式為；離原子核越遠(yuǎn)能級(jí)越高，電子占據(jù)最高能級(jí)的符號(hào)為4p；

（2）碳原子可以形成4個(gè)碳碳單鍵，所以每個(gè)As應(yīng)與4個(gè)Ga相連，金剛石中含有的化學(xué)鍵是共價(jià)鍵，所以該物質(zhì)中含有的化學(xué)鍵是極性鍵，單鍵為σ鍵，又因?yàn)樯樵�子還有1對(duì)孤對(duì)電子，而鎵原子有容納孤對(duì)電子的空軌道，所以還可以構(gòu)成配位鍵，故選B D；（3）同周期元素從左到右第一電離能增大，同主族元素從上到下第一電離能減小，所以Ga、N、As三種基態(tài)原子的第一電離能由小到大的順序?yàn)?/span>Ga<As<N；（4）AsH3中As原子的價(jià)電子對(duì)數(shù)是4，有1對(duì)孤對(duì)電子，AsH3的立體構(gòu)型為三角錐形；氨分子間有氫鍵，所以AsH3的沸點(diǎn)低于NH3；（5）①根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)鋰原子上、下、四周各有1個(gè)Zn原子，所以與Li原子距離最近且相等的Zn原子的數(shù)目為6；②根據(jù)均攤原則，1個(gè)晶胞含有4個(gè)Li、4個(gè)Zn、4個(gè)AS，晶胞的摩爾質(zhì)量是588g/mol；1 cm3晶體的質(zhì)量是 g；1 cm3晶胞的物質(zhì)的量是 ，= g，a = 。