精英家教網(wǎng)銦、鎵與氮、磷、硫、砷等元素形成的化合物是制備LED晶片的主要原料,材質(zhì)基本以AlGaInP(磷化鋁鎵銦)、InGaN(氮化銦鎵)為主.
(1)鎵的基態(tài)原子的電子排布式是
 

(2)N、P、S三種元素的第一電離能的大小順序是
 

(3)N、P、As處于同一主族,其氫化物中NH3的沸點卻最高,主要原因是
 

(4)與NO3-離子互為等電子體的分子為
 
(任寫一種).
(5)GaN、GaP、GaAs等是人工合成的新型半導(dǎo)體材料,其晶體結(jié)構(gòu)與單晶硅相似.GaN的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,其中與同一個Ga原子(黑色球)相連的N原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為
 
.N原子的雜化方式為
 
分析:(1)鎵的原子序數(shù)為31,根據(jù)能量最低原理和洪特規(guī)則書寫電子排布式;
(2)同一周期中,元素的第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢,但第ⅤA族元素第一電離能大于相鄰元素;同主族,從上到下,元素的第一電離逐漸減。
(3)在氨氣分子中,存在氫鍵;
(4)等電子體是指具有相同價電子總數(shù)和原子總數(shù)的分子或離子;
(5)與同一個Ga原子相連的N原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為與晶硅中Si的結(jié)構(gòu)相似;根據(jù)價層電子對互斥理論來分析解答,3個σ鍵且不含孤電子對采用sp2雜化,含有4個σ鍵且不含孤電子對采用sp3雜化.
解答:解:(1)鎵位于周期表中第四周期第IIIA,故其核外電子排布式為1s22s22p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1,
故答案為:ls22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1);
(2)同一周期中,元素的第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢,但第ⅤA族元素第一電離能大于相鄰元素,所以P、S兩種元素的第一電離能:P>S;同主族,從上到下,元素的第一電離逐漸減小,所以N、P兩種元素的第一電離能:N>P,所以N、P、S三種元素的第一電離能的大小順序是:N>P>S,
故答案為:N>P>S;
(3)在氨氣分子中,存在氫鍵,所以導(dǎo)致沸點高于同主族的其他氫化物,故答案為:氨氣分子間有氫鍵;
(4)NO3-中有4個原子,5+6×3+1=24個價電子,SO3中有4個原子,6+6×3=24個價電子,與NO3-是等電子體,故答案為:SO3;
(5)GaN晶體結(jié)構(gòu)與單晶硅相似,GaN屬于原子晶體,每個Ga原子與4個N原子相連,與同一個Ga原子相連的N原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為正四面體;
根據(jù)GaN的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,可知N原子含有4個σ鍵且不含孤電子對,所以采用sp3雜化,
故答案為:正四面體;sp3
點評:本題考查了原子的雜化方式、核外電子排布式的書寫、物質(zhì)熔沸點的判斷等知識點,其中電子排布式、原子的雜化方式是高考的熱點,是學(xué)習(xí)的重點.
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