Question

砷化鎵屬于第三代半導(dǎo)體，它能直接將電能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽�，砷化鎵壽命是普通燈泡�?00倍，而耗能只有其10%，推廣砷化鎵等發(fā)極管（LED）照明，是節(jié)能減排的有效舉措，已知砷化鎵的晶胞結(jié)構(gòu)如圖（砷原子為白色球）．試回答下列問題
（1）下列說法正確的是

 

（填序號(hào)）．
A．砷和鎵都屬于p區(qū)元素   B．第一電離能：Ga＞As
C．電負(fù)性：As＞Ga       D．半導(dǎo)體GaP、SiC與砷化鎵互為等電子體
（2）下列有機(jī)分子中碳原子的雜化方式與（CH₃）₃Ga分子中Ga原子的雜化方式相同的是

 

．（填序號(hào)）
A．CH₄ B．CH₂=CH₂ C．CH≡CH      D．HCHO      E．
（3）Ga的基態(tài)原子的核外電子排布式為

 

（4）砷化鎵可由（CH₃）₃Ga和AsH₃反應(yīng)得到，該反應(yīng)在700℃進(jìn)行，反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

；
（5）預(yù)測(cè)砷化鎵可能的晶體類型為

 

，簡(jiǎn)述理由

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計(jì)算,原子核外電子排布,判斷簡(jiǎn)單分子或離子的構(gòu)型

專題：元素周期律與元素周期表專題,化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）A．砷和鎵最后填充電子均為p電子；
B．同周期元素從左到右第一電離能逐漸增大；
C．同周期元素從左到右電負(fù)性逐漸增大；
D．等電子體的價(jià)層電子數(shù)相等；
（2）（CH₃）₃Ga中Ga形成3個(gè)δ鍵，沒有孤電子對(duì)，為sp²雜化，結(jié)合價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定雜化方式；
（3）根據(jù)能量最低原理書寫電子排布式；
（4）根據(jù)反應(yīng)物、生成物結(jié)合反應(yīng)條件可書寫化學(xué)方程式；
（5）GaAs晶體中As分布于晶胞體心，Ga分布于頂點(diǎn)和面心，As與Ga以正四面體為結(jié)構(gòu)單元形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，與金剛石相似．

解答： 解：（1）A．砷和鎵的價(jià)層電子都為ns²np³電子，最后填充電子均為p電子，位于周期表p區(qū)，故A正確；
B．同周期元素從左到右第一電離能逐漸增大，則第一電離能：As＞Ga，故B錯(cuò)誤；
C．同周期元素從左到右電負(fù)性逐漸增大，則電負(fù)性：As＞Ga，故C正確；
D．GaP的價(jià)層電子為3+5=8，SiC的價(jià)層電子為4+4=8，GaAs價(jià)層電子數(shù)為3+5=8，則為等電子體，故D正確；
故答案為：ACD；
（2）A．CH₄中碳原子含有4個(gè)σ鍵且不含孤電子對(duì)，所以采用sp³雜化，故不選；
B．CH₂=CH₂中碳原子含有3個(gè)σ鍵且不含孤電子對(duì)，所以采用sp²雜化，故選；
C．CH≡CH中碳原子含有2個(gè)σ鍵且不含孤電子對(duì)，所以采用sp雜化，故不選；      
D．HCHO 中碳原子含有3個(gè)σ鍵且不含孤電子對(duì)，所以采用sp²雜化，故選；     
E．中碳原子含有3個(gè)σ鍵且不含孤電子對(duì)，所以采用sp²雜化，故選；
故答案為：BDE；
（3）Ga的原子序數(shù)為31，核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p¹，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p¹；
（4）反應(yīng)為（CH₃）₃Ga和AsH₃，生成為GaAs，根據(jù)質(zhì)量守恒可知還應(yīng)有和CH₄，反應(yīng)的化學(xué)方程式為（CH₃）₃Ga+AsH₃

700℃

GaAs+3CH₄，
故答案為：（CH₃）₃Ga+AsH₃

700℃

GaAs+3CH₄；
（5）由圖可知，As與Ga以正四面體為結(jié)構(gòu)單元形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，與金剛石相似，則為原子晶體，
故答案為：原子晶體；As與Ga以正四面體為結(jié)構(gòu)單元形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)．

點(diǎn)評(píng)：本題考查較為綜合，涉及元素周期律的遞變規(guī)律、分子空間構(gòu)型以及雜化類型的判斷、電子排布式以及氫鍵等知識(shí)，題目難度較大，注意相關(guān)基礎(chǔ)的把握和方法的積累．