Question

【題目】砷化稼（GaAs）是優良的半導體材料,可用于制作微型激光器或太陽能電池的材料等。回答下列問題：

(1)基態Ga原子的核外電子排布式為[Ar]_______________。

(2)根據元素周期律，元素的電負性Ga______（填“大于”或“小于”, 下同）As，第一電離能B ____ Ga；BF3和NH3的分子能夠通過配位鍵相結合的原因是_______。

(3)殺蟲劑Na3AsO4中陰離子的空問構型為______，As原子采取________雜化。

(4)組成相似的GaF3和GaCl3晶體，前者屬于離子晶體，后者屬于分子晶體。從F-和Cl-結構的不同分析其原因是____________。

(5)原子晶體GaAs的晶胞參數a=xpm，它的晶胞結構如下圖所示。該晶胞內部存在的共價健數為______；A原子距離B原子所在六面體的側面的最短距離為______ （用x表示）pm ；該晶胞的密度為_____g·cm-3。（阿伏伽德羅常數用NA表示）。

Answer 1

【答案】3d104s24p1小于大于NH3的N具有孤對電子,BF3中的B核外具有空軌道正四面體sp3Cl-的電子層數比F-的多，原子半徑比F-的大160.25x

【解析】(1)鎵是31號元素，核外有31個電子，基態鎵（Ga）原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p1，簡寫成[Ar] 3d104s24p1；（2）同周期元素，從左到右電負性逐漸增大，同主族元素從下到上，電負性逐漸增大，電負性：Ga小于As；第一電離能與原子核外電子排布有關，當電子在能量相當的軌道上形成全空、半滿、全滿時，原子的能量較低，第一電離能越大，同一主族，從上到下，原子半徑越大，吸電子能力越弱，第一電離能越小，B與Ga在ⅢA族，第一電離能B大于Ga；B原子其價層電子數是4，采取sp3雜化，B原子形成3個σ 鍵一個配位鍵，B原子提供空軌道的原子、N原子提供孤電子對，B、N原子之間形成配位鍵，形成BF3·NH3。(3)AsO43－中含有的孤電子對數是0，中心原子有4個共價鍵，所以其構型是正四面體形，As原子價層電子對數為4，故雜化方式為 sp3 ；(4) Cl-的電子層數比F-的多，原子半徑比F-的大，Ca2＋ 與F― 形成離子鍵，形成離子晶體；（5）如圖每個As與4個Ga形成4個共價鍵，晶胞中共含4×4=16個共價鍵；A原子距離B原子所在六面體的側面的最短距離為a/4=0.25xpm；晶胞中擁有的As原子8×1/8+6×1/2=4，Ga也是4個，該晶胞的密度為 g·cm-3