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)的鋁元素中，電離最外層的一個電子所需能量最小的是______________(填標(biāo)號)。

A． B． C． D．

(2)8—羥基喹啉合鋁（分子式C27H18AlN3O3）用于發(fā)光材料及電子傳輸材料，可由LiAlH4與 8—羥基喹啉)合成。LiAlH4中陰離子的空間構(gòu)型為______________； 8—羥基喹啉合鋁中所含元素電負性最大的是______________（填元素符號，下同），第一電離能最大的是__________（填元素符號），N原子的雜化方式為_____________。

(3)已知下列化合物的熔點：

化合物	AlF3	GaF3	AlCl3
熔點/℃	1040	1000	194

①表格中鹵化物的熔點產(chǎn)生差異的原因是_______________________________________________。

②熔融AlCl3時可生成具有揮發(fā)性的二聚體Al2Cl6分子，分子中每個原子最外層均達到8電子，二聚體Al2Cl6的結(jié)構(gòu)式為______________________________；其中Al的配位數(shù)為_________。

Answer 1

【答案】3d104s24p3 D 正四面體 O N sp2 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號元素，原子核外電子數(shù)為33，其核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3；能量越高越不穩(wěn)定，越易失電子，所以激發(fā)態(tài)的微粒易失電子，原子軌道中處于半滿狀態(tài)時較穩(wěn)定；

(2)LiAlH4中的陰離子中Al原子價層電子對個數(shù)=4+=4且不含孤電子對，根據(jù)價層電子對互斥理論判斷其空間構(gòu)型；元素的非金屬性越強，電負性越大，而金屬性越強，通常第一電離能最�。桓鶕�(jù)分子結(jié)構(gòu)中N原子成鍵數(shù)和孤對電子數(shù)判斷雜化方式；

(3)通常離子晶體的熔點大于分子晶體，離子晶體的晶格能大熔點高；

②二聚體Al2Cl6中Al原子有空軌道，Cl可以提供孤電子對形成配位鍵；配合物中的配位數(shù)是指直接同中心離子(或原子)配位的原子數(shù)目。

(1) 基態(tài)As原子核外有33個電子，電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3，即[Ar] 3d104s24p3；A為失去兩個電子后的狀態(tài)， B為失去一個電子后的狀態(tài)，C為失去三個電子后的狀態(tài)， D為有一個電子的躍遷的激發(fā)態(tài)，A電離最外層一個電子所需能量實際就是第三電離能，B電離最外層一個電子所需能量實際就是第二電離能，C電離最外層一個電子所需能量實際就是第四電離能，D電離最外層一個電子所需能量為處于激發(fā)態(tài)的1個電子，所以需要能量最大的是C，最小的是D，故答案為D；

(2)LiAlH4中的陰離子中Al原子價層電子對個數(shù)=4+=4且不含孤電子對，sp3雜化，根據(jù)價層電子對互斥理論判斷其空間構(gòu)型及中心原子雜化方式分別為正四面體形； 8—羥基喹啉合鋁中所含元素分別是C、H、N、O和Al元素，其中氧元素的非金屬性最強，則電負性最大的是O；Al是金屬元素，易失電子，第一電離能較小，而非金屬元素第一電離能同周期從左到右，呈增大趨勢，由于N原子價電子半充滿，比O原子穩(wěn)定，第一電離能大于O，則N元素的第一電離能最大；分子中N原子的成鍵數(shù)是2和孤對電子數(shù)是1，雜化軌道數(shù)目為3，N原子采取sp2雜化；

(3)①表格中鹵化物的熔點產(chǎn)生差異的原因是AlF3和GaF3是離子晶體，且晶格能AlF3>GaF3，則AlF3的熔點比GaF3高，而AlCl3是分子晶體，其熔點明顯比AlF3和GaF3的熔點低；

②熔融時AlCl3生成可揮發(fā)的二聚體Al2Cl6，該二聚體由Al提供空軌道，Cl原子提供電子對形成配位鍵，其結(jié)構(gòu)式為；配合物中的配位數(shù)是指直接同中心離子(或原子)配位的原子數(shù)目，二聚體Al2Cl6中與Al直接相連的原子有4個，故其配位數(shù)為4。