Question

【題目】Ga、As、Al、C的相關(guān)化合物在化工和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。回答下列問(wèn)題：

（1）寫出基態(tài)Ga原子的核外電子排布式：_________，有_____個(gè)未成對(duì)電子。

（2）合金砷化鎵在現(xiàn)代工業(yè)中被廣泛應(yīng)用，Ga、As電負(fù)性由大到小排序?yàn)?/span>______________。

（3）1個(gè)丙二烯分子中σ鍵總數(shù)為___個(gè)，C原子的雜化方式為______。分子中的大π鍵可以用符號(hào)пmn表示，其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù)，n代表參與形成大π鍵的電子數(shù)（如苯分子中的大π鍵可表示為п66），則丙二烯中的大π鍵應(yīng)表示為____________。

（4）氮化鎵是第三代半導(dǎo)體材料，其晶體結(jié)構(gòu)和單晶硅相似，晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示：

①原子坐標(biāo)參數(shù)是表示晶胞內(nèi)部各原子的相對(duì)位置，其中原子坐標(biāo)參數(shù)A為(0, 0, 0)；B為(1/2,1/2,0)；C為(1,0,1)。則D原子的坐標(biāo)參數(shù)為_________________。

②已知氮化鎵晶胞的邊長(zhǎng)為a nm，其密度為d g/cm3，則阿伏加德羅常數(shù)NA =____(用a、d表示)

Answer 1

【答案】 [Ar] 3d104s24p1 1 As>Ga 6 sp2 sp п43 (3/4,3/4,3/4) 336/a3d×1021

【解析】（1）Ga為31號(hào)元素，根據(jù)電子構(gòu)造原理可知其電子排布式為[Ar]3d104s24p1，4p1軌道上有一個(gè)未成對(duì)的電子。

（2）Ga、As位于同一周期，As最外層電子數(shù)大于Ga，所以As的非金屬性大于Ga，即電負(fù)性As>Ga。

（3）丙二烯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH2=C=CH2，單鍵為σ，碳碳雙鍵中有一個(gè)σ鍵，所以總共的σ鍵個(gè)數(shù)為6個(gè)；該分子中有兩種碳原子，CH2的碳上含有3個(gè)σ鍵，所以為sp2雜化，中間碳含有2個(gè)σ鍵，所以為sp雜化；丙二烯中參與形成大π鍵的原子個(gè)數(shù)為3個(gè)，CH2=C=CH2含有2個(gè)普通π鍵，形成一個(gè)π鍵的每一個(gè)碳原子提供一個(gè)單電子，所以每形成1個(gè)π鍵碳原子提供兩個(gè)電子，2個(gè)π鍵則提供4個(gè)電子，所以丙烯的大π鍵可以表示為п43。

（4）①氮化鎵結(jié)構(gòu)和單晶硅相似，所以處于晶包內(nèi)部的4個(gè)原子的任意一個(gè)在平面里的投影恰好落在平面的對(duì)角線的1/4處，所以D的原子坐標(biāo)為(3/4,3/4,3/4) 。②晶胞中實(shí)際含有的氮化鎵為4個(gè)，其質(zhì)量為4*84g/NA，晶包的體積為(a×10-7)3，所以有(a×10-7)3×d=4*84g/NA，解得NA=336/a3d×1021。