Question

【物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】砷化鎵為第三代半導(dǎo)體，以其為材料制造的燈泡壽命長、耗能少．已知砷化鎵的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示．請回答下列問題：
（1）下列說法正確的是

 

（填序號）
A．砷化鎵晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl相同
B．第一電離能 As＞Ga
C．電負性 As＞Ga
D．砷和鎵都屬于p區(qū)元素
E．半導(dǎo)體GaP、SiC與砷化鎵為等電子體
（2）砷化鎵可由（CH₃）₃Ga和AsH₃在700℃下反應(yīng)制得，反應(yīng)的方程式為

 

；
（3）AsH₃空間形狀為

 

；（CH₃）₃Ga中鎵原子的雜化方式為

 

；
（4）Ga的核外電子排布式為

 

；
（5）AsH₃沸點比NH₃低，其原因是

 

．

Answer 1

考點：晶胞的計算,原子核外電子排布,“等電子原理”的應(yīng)用,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：原子組成與結(jié)構(gòu)專題,化學鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）A．對比GaAs與NaCl晶胞結(jié)構(gòu)；
B．同周期元素從左到右第一電離呈增大趨勢，但第VA族大于第IIIA族，第IIA族大于第IIIA族；
C．同周期元素從左到右電負性逐漸增大；
D．根據(jù)砷和鎵的價層電子特點判斷；
E．等電子體的價層電子數(shù)相等；
（2）根據(jù)反應(yīng)物、生成物結(jié)合反應(yīng)條件可書寫化學方程式；
（3）利用價層電子對互斥模型判斷分子的空間構(gòu)型和雜化方式；
（4）根據(jù)能量最低原理書寫電子排布式；
（5）從是否形成氫鍵的角度分析，形成分子間氫鍵沸點高．

解答： 解：（1）A．GaAs晶體中As分布于晶胞體心，Ga分布于頂點和面心，而NaCl中陰陽離子分別位于晶胞的頂點、面心以及棱和體心，二者結(jié)構(gòu)不同，故A錯誤；
B．同周期元素從左到右第一電離呈增大趨勢，但第VA族大于第IIIA族，第IIA族大于第IIIA族，所以則第一電離能：As＞Ga，故B正確；
C．同周期元素從左到右電負性逐漸增大，則電負性：As＞Ga，故C正確；
D．砷和鎵的價層電子都為sp電子，位于周期表p區(qū)，故D正確；
E．GaP的價層電子為3+5=8，SiC的價層電子為4+4=8，GaAs價層電子數(shù)為3+5=8，則為等電子體，故E正確；
故答案為：BCDE；
（2）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CH₄，反應(yīng)的化學方程式為：（CH₃）₃Ga+AsH₃

700℃

GaAs+3CH₄，
故答案為：（CH₃）₃Ga+AsH₃

700℃

GaAs+3CH₄；
（3）AsH₃中含有3個δ鍵和1個孤電子對，為三角錐形，（CH₃）₃Ga中Ga形成3個δ鍵，沒有孤電子對，為sp²雜化，故答案為：三角錐；sp²；
（4）Ga的原子序數(shù)為31，核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p¹，故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p¹；
（5）N原子半徑較小，電負性較大，對應(yīng)的NH₃分子間能形成氫鍵，沸點較高，而As電負性小，半徑大，分子間不能形成氫鍵，沸點較低，
故答案為：NH₃分子間能形成氫鍵，而As電負性小，半徑大，分子間不能形成氫鍵．

點評：本題考查了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，題目難度較大，注意相關(guān)基礎(chǔ)的把握和方法的積累．