Question

2010年上海世博会场馆，大量的照明材料或屏幕都使用了发光二极管（LED）。目前市售LED品片，材质基本以GaAs（砷化镓）、AlGaInP（磷化铝镓铟）、lnGaN（氮化铟镓）为主。已知镓是铝同族下一周期的元素。砷化镓的晶胞结构如图。

试回答：

⑴镓的基态原子的电子排布式是                  。

⑵砷化镓晶胞中所包含的砷原子（白色球）个数为            ，与同一个镓原子相连的砷原子构成的空间构型为               。

⑶N、P、As处于同一主族，其氢化物沸点由高到低的顺序是         。 （用氢化物分子式表示）

⑷砷化镓可由(CH₃)₃Ga和AsH₃在700℃时制得。(CH₃)₃Ga中镓原子的杂化方式为            。

⑸比较二者的第一电离能：As______Ga（填“<”、“>”或“=”）。

⑹下列说法正确的是              （填字母）。

A．砷化镓晶胞结构与NaCl相同  B．GaP与GaAs互为等电子体

C．电负性：As>Ga             D．砷化镓晶体中含有配位键

 

Answer 1

【答案】

⑴l s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p¹（或[Ar]3d¹⁰4s²4p¹）  ⑵4   正四面体   ⑶NH₃>AsH₃>PH₃   

⑷sp²   ⑸>  ⑹BCD

【解析】

试题分析：⑴31号元素镓的基态原子的电子排布式是l s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p¹（或[Ar]3d¹⁰4s²4p¹）⑵砷化镓晶胞中所包含的砷原子（白色球）个数为8×1/8+6×1/2=4; 与同一个镓原子相连的砷原子构成的空间构型为正四面体型⑶N、P、As处于同一主族，其氢化物都是分子晶体。结构相似，对于结构相似的物质来说，相对分子质量越大。分子间的作用力就越大，克服分子间作用力使物质融化或汽化需要的能量就越高。即熔沸点越高。但由于氨气的分子之间还存在氢键，增加了分子之间的相互作用，使的它的熔沸点比AsH₃还高。因此N、P、As的氢化物沸点由高到低的顺序是NH₃>AsH₃>PH_3。（4）(CH₃)₃Ga中镓原子的杂化方式为sp²⑸As是33号元素，它的核外电子排布是l s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³，p轨道处于半充满的稳定状态。所以As 、Ga 第一电离能：As>Ga 。⑹A.砷化镓和NaCl晶体结构不同。错误。B．GaP与GaAs互为等电子体。正确。C．同一周期的元素随着原子序数的增大，元素的非金属性逐渐增强，其电负性也逐渐增大。所以电负性：As>Ga。正确。D.砷是VA族元素，最外层5个电子，镓是IIIA族，最外层有三个电子，砷和镓先形成3个σ键。此时砷有一对孤对电子，镓有一个空轨道，可以形成一个配位键。正确。选项为：BCD。

考点：考查原子的核外电子排布、氢化物的熔沸点的比较及晶体结构等知识。