Question

【題目】氮族元素和硼族元素在生產(chǎn)生活中有很重要的地位．
（1）寫出硼族元素Ga的基態(tài)原子核外電子排布式
（2）NF3的分子構(gòu)型為 ， NO3﹣的空間構(gòu)型為 ， 1mol NO3﹣中含有的σ鍵的數(shù)目為： ．
（3）氮化硼的立方結(jié)晶的變體被認(rèn)為是已知的最硬的物質(zhì)．BN的晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似，其中B原子的雜化方式為
（4）元素第一電離能的大小：As（填“＜”“＞”或“=”）Ga，原因是 ．
（5）相同條件下，在水中的溶解度：NH3（填“＜”“＞”或“=”）PH3 ， 原因是 ．
（6）已知立方砷化鎵晶胞的結(jié)構(gòu)如圖所示，其晶胞邊長(zhǎng)為c pm．則砷化鎵的化學(xué)式為 ， 晶胞中As原子和它最近的Ga原子之間的距離為pm（用含c的式子表示），砷化鎵的密度為gcm﹣3（設(shè)NA為阿伏伽德羅常數(shù)的值，用含c、NA的式子表示，原子量：Ga﹣70，As﹣75）．

Answer 1

【答案】
（1）1s22s22p63s23p63d104s24p1
（2）三角錐形；平面三角形；3NA
（3）sp3
（4）＞；As與Ga位于同一周期，分別為ⅤA與ⅢA族，As的p軌道處于半充滿的穩(wěn)定狀態(tài)，故第一電離能：As＞Ga
（5）＞；NH3分子與水分子之間能夠形成氫鍵
（6）GaAs；；
【解析】解：（1）Ga元素原子核外電子數(shù)為31，核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d104s24p1 ， 所以答案是：1s22s22p63s23p63d104s24p1；（2）NF3中N原子孤電子對(duì)數(shù)= =1，價(jià)層電子對(duì)數(shù)=3+1=4，為三角錐形；NO3﹣中N原子孤電子對(duì)數(shù)= =0，價(jià)層電子對(duì)數(shù)=3+0=3，為平面三角形，1mol NO3﹣中含有3mol σ鍵，即含有3NA個(gè)σ鍵，
所以答案是：三角錐形；平面三角形；3NA；（3）BN的晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似，B原子與N原子之間形成4個(gè)B﹣N（其中1個(gè)為配位鍵），雜化軌道數(shù)目為4，故B原子采取雜化，
所以答案是：sp3；（4）As與Ga位于同一周期，分別為ⅤA與ⅢA族，As的p軌道處于半充滿的穩(wěn)定狀態(tài)，故第一電離能：As＞Ga，
所以答案是：＞；As與Ga位于同一周期，分別為ⅤA與ⅢA族，As的p軌道處于半充滿的穩(wěn)定狀態(tài)，故第一電離能：As＞Ga；（5）NH3分子與水分子之間能夠形成氫鍵，在水中的溶解度：NH3＞PH3 ，
所以答案是：＞；NH3分子與水分子之間能夠形成氫鍵；（6）晶胞中含有Ga原子數(shù)為8× +6× =4，As原子數(shù)目為4，故化學(xué)式為GaAs，
As原子與周圍的4個(gè)Ga原子形成正四面體，As原子與晶胞頂點(diǎn)Ga原子連線處于晶胞題對(duì)角線上，且Ga原子與As原子之間的距離為晶胞體對(duì)角線長(zhǎng)度的 倍，所以晶胞的體對(duì)角線為晶胞棱長(zhǎng)的 倍，則Ga原子與As原子之間的距離為 pm，
晶胞質(zhì)量為4× g，則晶胞密度為4× g÷（c×10﹣10 cm）3= gcm﹣3 ，
所以答案是：GaAs； ； ．