Question

【題目】〔化學——選修4：物質結構與性質〕

Ⅰ．鉻位于第四周期ⅥB族，主要化合價+2，+3 ，+6，單質硬度大，耐腐蝕，是重要的合金材料。

（1）基態鉻原子的價電子排布圖_ ，CrO2Cl2常溫下為深紅色液體，能與CCl4、CS2等互溶，據此可判斷CrO2Cl2是________(填“極性”或“非極性”)分子。

（2）CrCl3·6H2O實際上是配合物，配位數為6，其固體有三種顏色，其中一種淺綠色固體與足量硝酸銀反應時，1mol固體可生成2mol氯化銀沉淀，則這種淺綠色固體中陽離子的化學式 。

Ⅱ．砷化鎵為第三代半導體材料，晶胞結構如圖所示

（3）砷化鎵可由(CH3)3Ga和AsH3在700℃下反應制得，反應的化學方程式為 。

（4）AsH3空間構型為 。已知(CH3)3Ga為非極性分子，則其中鎵原子的雜化方式是______________________。

（5）砷化鎵晶體中最近的砷和鎵原子核間距為a cm，砷化鎵的摩爾質量為b g·mol－1，阿伏伽德羅常數值為NA，則砷化鎵晶體密度表達式是 g·cm－3。

Answer 1

【答案】Ⅰ.（1） 非極性

（2）[ Cr(H2O)5 Cl ]2+

Ⅱ.（3）(CH3)3Ga+AsH33CH4+GaAs

（4）三角錐形 sp2 （5） 3·b/16a3NA

【解析】

試題分析：（1）鉻是24號元素，其原子核外有24個電子，3d能級上有4個電子、4s能級上有2個電子，3d、4s電子為其價電子，所以其價電子排布圖為，CCl4、CS2都是非極性分子，非極性分子的溶質極易溶于非極性分子形成的溶劑，根據相似相溶原理知，CrO2Cl2是非極性分子。

（2）1mol固體可生成2mol氯化銀沉淀，說明該配合物的分子的外界有2個氯離子，則該配合物陽離子帶兩個單位的正電荷，其配位數是6，根據氯原子守恒知，則該配合物內界中含有1個氯原子和5個水分子，所以其陽離子為[ Cr(H2O)5 Cl ]2+ 。

（3）該反應為（CH3）3Ga和AsH3反應生成為GaAs，根據質量守恒可知還有CH4生成，所以反應的化學方程式為：(CH3)3Ga+AsH33CH4+GaAs；

（4）AsH3中含有3個δ鍵和1個孤電子對，空間構型為三角錐形，（CH3）3Ga中Ga形成3個δ鍵，沒有孤電子對，為sp2雜化。

（5）AB、AC、AD、BC、BD、CD的邊長相等，AF、BF的長相等為a，F位于體心上，O位于正三角形BCD的重心上，在正三角形BCD中，BE為三角形BCD的高，則CE為BC的一半，如圖，設正四面體的邊長為x，CE的長為0.5x，BE=；BO與OE的長之比為2:1，則BO的長為，在三角形ABO中，AO的長為，在三角形BFO中，OF的長為，解得，正四面體的邊長為x，對角線長2x，晶胞的棱長為，一個晶胞中含有4個砷化鎵，所以密度表達式為。