Question

【題目】某市售照明材料LED晶片是一種發光二極管。材質組成為：GaAs(砷化鎵)、AlGaInP(磷化鋁鎵銦)、GaInN(氮化鎵銦)等。請回答下列問題：

（1）砷基態原子的核外電子排布式為______________________。

（2）上述非金屬元素氫化物的沸點從高到低的順序為___________。

（3）下列說法正確的是___________

a．電負性：As<Ga b．SiC與GaAs互為等電子體 c．第一電離能：As>Se>Ga

（4）如圖所示為GaAs的晶胞結構，晶體熔點為1237℃。

①晶胞中砷與鎵原子間的化學鍵類型有___________。

②一個鎵原子周圍所有距離最近且相等的砷原子形成的空間構型是___________。

③一個晶胞的組成為___________。

④已知晶胞棱長a=5.64×10-10m，則該晶胞密度為ρ=___________。

Answer 1

【答案】 1s22s22p63s23p63d104s24p3 NH3>AsH3>PH3 bc 共價鍵(或極性鍵)、配位鍵 正四面體 Ga4As4 5.37g·cm-3

【解析】(1). 砷是33號元素，基態原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3，故答案為：1s22s22p63s23p63d104s24p3；

(2). 因氨氣分子之間存在氫鍵，所以氨氣在三種氫化物中沸點最高，AsH3和PH3的組成和結構相似，相對分子質量越大，分子間作用力越大，氫化物的沸點越高，所以氫化物的沸點從高到低的順序為：NH3>AsH3>PH3，故答案為：NH3>AsH3>PH3；

(3). a. 同一周期的元素，隨原子序數增大，元素的電負性增大，所以電負性As＞Ga，故a錯誤；b. SiC與GaAs中原子總數相等，價電子數相同，所以互為等電子體，故b正確；c. 同一周期的元素，隨原子序數增大，元素的第一電離能呈增大趨勢，As元素的價電子排布式為4s24p3，是一種半充滿的穩定結構，第一電離能較大，所以第一電離能：As>Se>Ga，故c正確；答案為：bc；

(4). ①. 由GaAs的晶胞結構和晶體熔點可知，晶胞中砷與鎵原子之間含有共價鍵，由于Ga原子最外層只有3個電子，而每個Ga原子與 4個As原子成鍵，因此其中一個鍵是配位鍵，故答案為：共價鍵(或極性鍵)、配位鍵；

②. 由晶胞結構可知，每個Ga原子與 4個As原子成鍵，一個Ga原子周圍所有距離最近且相等的4個As原子構成正四面體，故答案為：正四面體；

③. Ga原子位于體內，個數為4，As原子位于頂點和面心，個數為8×+6×=4，所以一個晶胞的組成為Ga4As4，故答案為：Ga4As4；

④. 由上述分析可知，一個晶胞的組成為Ga4As4，則該晶胞的密度為ρ==5.37g·cm-3，故答案為：5.37g·cm-3。