Question

【題目】砷化鎵是繼硅之后研究最深入、應用最廣泛的半導體材料。回答下列問題：

(1)Ga 基態原子核外電子排布式為 ____，As 基態原子核外有_________個未成對電子。

(2)Ga、As、Se 的第一電離能中大到小的順序是 __________，Ga、As、Se 的電負性由大到小的順序是 ____。

(3)比較下列鎵的鹵化物的熔點和沸點，分析其變化規律及原因：_____。

鎵的鹵化物	GaCl3	GaBr3	GaI3
熔點/℃	77.75	122.3	211.5
沸點/℃	201.2	279	346

GaF3 的熔點超過 1000 ℃，可能的原因是 _____________。

(4)二水合草酸鎵的結構如圖 1 所示，其中鎵原子的配位數為_____，草酸根中碳原子的雜化軌道類型為 ____。

(5)砷化鎵的立方晶胞結構如圖 2 所示，晶胞參數為 a=0.565nm，砷化鎵晶體的密度為_____g/ cm3(設 NA為阿伏加德羅常數的值，列出計算式即可)。

Answer 1

【答案】[Ar]3d104s24p1（或1s22s22p63s23p63d104s24p1）3As>Se>GaSe>As>GaGaCl3、GaBr3、GaI3均為分子晶體，相對分子質量依次增大，分子間作用力增強GaF3 是離子晶體4sp2

【解析】

（1）Ga是31號元素，處于第四周期IIIA族，核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p1，As基態原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3，4p軌道3個電子是未成對電子。故答案為：1s22s22p63s23p63d104s24p1；3；

（2）同周期主族元素隨原子序數增大第一電離能呈增大趨勢，As原子4p軌道為半充滿穩定狀態，第一電離能共用同周期相鄰元素的，故第一電離能：As＞Se＞Ga，同周期主族元素自左而右電負性增大，故電負性：Se＞As＞Ga，故答案為：As＞Se＞Ga；Se＞As＞Ga；

（3）GaCl3、GaBr3、GaI3均為分子晶體，相對分子質量依次增大，分子間作用力增強，GaCl3、GaBr3、GaI3的熔沸點依次升高；F元素的電負性很強，GaF3的熔點超過1000℃，可能的原因是GaF3是離子晶體，故答案為：GaCl3、GaBr3、GaI3均為分子晶體，相對分子質量依次增大，分子間作用力增強；GaF3是離子晶體；

（4）Ga原子與周圍4個O原子形成4個共價鍵，鎵原子的配位數為4，草酸根中碳原子形成3個σ鍵，沒有孤電子對，雜化軌道數目為3，草酸根中碳原子的雜化軌道類型為sp2，故答案為：4；sp2；

（5）晶胞中Ga原子數目=8×+6×=4、As原子數目=4，晶胞質量=4×g，晶體密度4×g÷（0.565×10-7 cm）3=g/cm3，故答案為：。