Question

【題目】GaN是制造5G芯片的材料，氮化鎵鋁和氮化鋁LED可發(fā)出紫外光。回答下列問題：

（1）基態(tài)As原子核外電子排布式為[Ar]___，下列狀態(tài)的鋁中，電離最外層的一個(gè)電子所需能量最小的是___（填標(biāo)號(hào)）。

A． B． C．[Ne] D．

（2）8一羥基喹啉鋁（分子式C27H18AlN3O3）用于發(fā)光材料及電子傳輸材料，可由LiAlH4與（8一羥基喹啉）合成。LiAlH4中陰離子的空間構(gòu)型為____；所含元素中電負(fù)性最大的是___（填元素符號(hào)），C、N、O的雜化方式依次為____、_____和____。

（3）已知下列化合物的熔點(diǎn)：

化合物	AlF3	GaF3	AlCl3
熔點(diǎn)/°C	1040	1000	194

①表中鹵化物的熔點(diǎn)產(chǎn)生差異的原因是_____。

②熔融AlCl3時(shí)可生成具有揮發(fā)性的二聚體Al2Cl6，二聚體Al2Cl6的結(jié)構(gòu)式為____；其中Al的配位數(shù)為____。

（4）GaAs的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，其晶胞參數(shù)為apm。

①緊鄰的As原子之間的距離為x，緊鄰的As、Ga原子之間的距離為y，則__。

②設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則GaAs的密度是___g·cm一3（列出計(jì)算表達(dá)式）。

Answer 1

【答案】3d104s24p3 D 正四面體 O sp2 sp2 sp3 AlF3、GaF3為離子晶體，AlCl3為分子晶體，晶格能：AlF3＞GaF3 4

【解析】

（1）As為33號(hào)元素，位于第四周期，依據(jù)核外電子排布規(guī)律寫出基態(tài)As原子核外電子排布式；依據(jù)鋁的第三電離能大于第二電離能，大于第一電離能；基態(tài)大于激發(fā)態(tài)，故D所需的能量最低。

（2）LiAlH4中陰離子為AlH4－ ，n＝（3＋4＋1）/2＝4，Al無孤對(duì)電子，判斷離子構(gòu)型；8一羥基喹啉中環(huán)上的C、N、O的價(jià)層電子對(duì)去判斷。

（3）依據(jù)物質(zhì)組成及熔點(diǎn)等性質(zhì)確定晶體類型。離子晶體熔點(diǎn)一般比分子晶體的高，離子晶體熔點(diǎn)由晶格能相對(duì)大小決定。

（4）根據(jù)晶胞的立體結(jié)構(gòu)①緊鄰的兩個(gè)As原子的距離為，上述晶胞拆成8個(gè)等大的小立方體，4個(gè)的體心位置由Ga原子填充。小立方體的棱長為0.5a pm，則其體對(duì)角線長為，則緊鄰的As、Ga原子之間的距離，進(jìn)而求出x/y。

②先求出：晶胞中含4個(gè)Ga、4個(gè)As，總質(zhì)量為，再求出體積為（a×10－10）3cm3，由密度=m/V計(jì)算。

（1）As為33號(hào)元素，基態(tài)原子核外電子排布式為[Ar]3d104s24p3；依據(jù)鋁的第三電離能大于第二電離能，大于第一電離能；基態(tài)大于激發(fā)態(tài)，故D所需的能量最低。

（2）LiAlH4中陰離子為AlH4－，n＝（3＋4＋1）/2＝4，Al無孤對(duì)電子，故為正四面體；8一羥基喹啉中環(huán)上的C、N均為sp2雜化，羥基氧為sp3雜化。

（3）依據(jù)物質(zhì)組成及熔點(diǎn)可確定AlF3、GaF3為離子晶體，AlCl3為分子晶體。離子晶體熔點(diǎn)一般比分子晶體的高，離子晶體熔點(diǎn)由晶格能相對(duì)大小決定。

（4）①緊鄰的兩個(gè)As原子的距離為，上述晶胞拆成8個(gè)等大的小立方體，4個(gè)的體心位置由Ga原子填充。小立方體的棱長為0.5a pm，則其體對(duì)角線長為，則緊鄰的As、Ga原子之間的距離，。

②晶胞中含4個(gè)Ga、4個(gè)As，總質(zhì)量為，體積為（a×10－10）3cm3，則密度為。