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题型:综合题 难度:较难

[化学——选修3:物质结构与性质]

Ga和As在材料科学领域用途广泛。请回答下列问题:

(1)基态Ga原子价层电子的轨道表达式为_________;其核外电子占据最高能级的符号为___________。

(2)GaAs是优良的半导体材料,晶胞结构与金刚石相似。该晶体中不含有的化学键类型

为___________(填选项字母)。

A.σ键   B.π键   C.配位键   D.金属键

(3)Ga、N、As的合金材料是制作太阳能电池的重要原料,三种基态原子的第一电离能由小到大的顺序为________________________(用元素符号表示)。

(4)AsH3的立体构型为___________。相同压强下,AsH3的沸点低于NH3的原因为___________。

(5)LiZnAS基稀磁半导体晶胞如图所示,该晶体的密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA。则:

1

①与Li原子距离最近且相等的Zn原子的数目为____________。

②晶胞参数a =_____________pm(用代数式表示)。

【答案】

  1  4p  B D  Ga<As<N  三角锥形  NH3分子间能形成氢键  6  2×10

【解析】

(1)基态Ga原子是31号元素,最外层有3个电子;离原子核越远能级越高;(2)根据晶胞结构判断存在的化学键;(3)同周期元素从左到右第一电离能增大,同主族元素从上到下第一电离能减小;(4)AsH3中As原子的价电子对数是4,有1对孤对电子;氨分子间能形成氢键;(5)根据晶胞结构分析;

解析:(1)基态Ga原子最外层有3个电子,排布在4s24p1, 轨道表达式为1;离原子核越远能级越高,电子占据最高能级的符号为4p;

(2)碳原子可以形成4个碳碳单键,所以每个As应与4个Ga相连,金刚石中含有的化学键是共价键,所以该物质中含有的化学键是极性键,单键为σ键,又因为砷原子还有1对孤对电子,而镓原子有容纳孤对电子的空轨道,所以还可以构成配位键,故选B D;(3)同周期元素从左到右第一电离能增大,同主族元素从上到下第一电离能减小,所以Ga、N、As三种基态原子的第一电离能由小到大的顺序为Ga<As<N;(4)AsH3中As原子的价电子对数是4,有1对孤对电子,AsH3的立体构型为三角锥形;氨分子间有氢键,所以AsH3的沸点低于NH3;(5)①根据晶胞结构锂原子上、下、四周各有1个Zn原子,所以与Li原子距离最近且相等的Zn原子的数目为6;②根据均摊原则,1个晶胞含有4个Li、4个Zn、4个AS,晶胞的摩尔质量是588g/mol;1 cm3晶体的质量是2 g;1 cm3晶胞的物质的量是34=2 g,a =56

题型:综合题 难度:较难
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