Question

【題目】[化學——選修3：物質結構與性質]

銅、鎵、砷等元素形成的化合物在現代工業中有廣泛的用途，回答下列問題：

（1）基態銅原子的核外電子占有的能級數為________，軌道數為________。

（2）根據元素周期律，原子半徑Ga________As，第一電離能Ga________As。（填“大于”或“小于”）

（3）AsCl3分子的立體構型為________，其中As的雜化軌道類型為________。

（4）銅與CN-可形成絡合離子[Cu（CN-）4]2-，寫出一種與CN-等電子體的分子化學式________；若將[Cn（CN-）4]2-中二個CN-換為Cl-，只有一種結構，則[Cu（CN-）4]2-中4個氮原子所處空間位置關系為________。

（5）GaAs的熔點為1238C，密度為p g·cm-3，其晶胞結構如圖所示。該晶體的類型為________，Ga與As以________鍵鍵合。Ga和As的摩爾質量分別為MGag·mol-1和MAsg·mol-1，原子半徑分別為rGa pm和rAs pm，阿伏加德羅常數值為NA，則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為________。

Answer 1

【答案】7 15 大于 小于 三角錐形 sp3 N2或CO 正四面體 原子晶體 共價

【解析】

(1)基態銅的電子排布為1s22s22p63s23p63d104s1, 所以有7個能級，軌道數為15；

(2) Ga和As位于第四周期，前者核電荷數小，所以根據元素周期律分析，同周期元素，隨著核電荷數增大，半徑減小，第一電離能增大；

(3) AsCl3分子中As原子價層電子對個數為=4且含有一個孤電子對，根據價層電子對互斥理論判斷該分子的李體構型為三角錐形，As原子雜化類型為sp3；

(4)等電子體是指原子總數相同，價電子總數也相同的微粒，根據CN-分析，可以是N2或CO；若將[Cn（CN-）4]2-中二個CN-換為Cl-，只有一種結構，說明則[Cu（CN-）4]2-中CN-處于相同的位置，即4個氮原子所處空間位置關系為正四面體；

(5) GaAs的熔點為1238C，熔點較高，以共價鍵結合形成的屬于原子晶體，密度為p g·cm-3，根據均攤法計算，As的個數為，Ga的個數為4×1=4，故其晶胞中原子所占的體積V1= ，晶胞的體積V2= ，故GaAs晶胞中原子的體積的百分率為V1/V2×100%，將V1、V2帶入計算得百分率。