Question

【題目】鎵（31Ga）是一種重要金屬元素，鎵及其化合物在電子工業、光電子工業、國防工業和超導材料等領域有著廣泛的應用。回答下列問題：

（1）基態Ga原子占據最高能級電子的電子云輪廓圖形狀為__________，未成對電子數為________________。

（2）Ga(NO3)3中陰離子的立體構型是_____________，寫出一個與該陰離子的立體構型相同的分子的化學式___________。

（3）2-甲基-8-羥基喹啉鎵（如圖）應用于分子印跡技術，2-甲基-8-羥基喹啉鎵中五種元素電負性由大到小的順序是____________________________（填元素符號)，提供孤電子對的成鍵原子是_____________。

（4）一種硅鎵半導體材料的晶胞結構如圖所示由硫、鎵、銀形成的化合物的晶胞是底面為正方形的長方體，結構如下圖所示，則該晶體中硫的配位數為___________，晶胞底面的邊長a=5.75 nm，高h=10.30nm，該晶體密度為__________________g·cm-3（列出計算式即可）。

Answer 1

【答案】 1 紡錘形（啞鈴形） 平面三角形 SO3（SeO3 CO32-等） O N C H Ga N O 4

【解析】試題分析：(1)根據鎵的基態核外電子排布式1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p1分析未成對電子數；最高能層為N；(2) NO3-中N原子價電子對數是 ， sp2軌道雜化；硝酸根含4個原子，24個價電子；(3)2-甲基-8-羥基喹啉鎵含有的元素為C、N、O、H、Ga，非金屬性越強，電負性越大；氧原子、氮原子含有孤對電子；晶體中配位數是某原子（或離子）周圍與他相距最近的原子（或離子）數；先根據均攤原則計算晶胞的摩爾質量，再根據 計算密度；

解析：(1)根據鎵的基態核外電子排布式1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p1，只有4p軌道有1個電子未成對，未成對電子數為1；最高能層為N，其中有4s和4p軌道，4s為球形，4p為啞鈴形或紡錘形；(2) NO3-中N原子價電子對數是 ， sp2軌道雜化，沒有孤對電子，所以離子為平面正三角形；硝酸根含4個原子，24個價電子，與其等電子體的可以有SO3，SeO3等；(3)2-甲基-8-羥基喹啉鎵含有的元素為C、N、O、H、Ga，非金屬性越強，電負性越大，所以電負性由大到小的順序是O、N、C、H 、Ga；氧原子、氮原子含有孤對電子，鎵與氧、氮之間形成共價鍵時氧、氮提供孤對電子，所以提供孤電子對的成鍵原子是O、N；配位數是某原子（或離子）周圍與他相距最近的其他原子（或離子）數，根據晶胞圖，晶體中硫的配位數為4；根據均攤原則，晶胞中硫原子數是8、鎵原子數是、銀原子數是 ，晶胞的摩爾質量是 ，晶胞的體積是 ，；