Question

【題目】上海世博會場館，大量的照明材料或屏幕都使用了發光二極管(LED)。目前市售LED鋁片，材質基本以GaAs(砷化鎵)、AlGaInP(磷化鋁鎵銦)、InGaN(氮化銦鎵)為主。已知鎵是鋁同族下一周期的元素。砷化鎵的晶胞結構如圖。試回答：

（1）鎵的基態原子的電子排布式是_____________________________________。

（2）砷化鎵晶胞中所包含的砷原子(白色球)個數為________，與同一個鎵原子相連的砷原子構成的立體構型為________。

（3）N、P、As處于同一主族，其氫化物沸點由高到低的順序是________。(用氫化物分子式表示)

（4）砷化鎵可由(CH3)3Ga和AsH3在700 ℃時制得。(CH3)3Ga中鎵原子的雜化方式為________。

（5）比較二者的第一電離能：As________Ga(填“<”“>”或“＝”)。

（6）下列說法正確的是________。

A．砷化鎵晶胞結構與NaCl相同

B．GaP與GaAs互為等電子體

C．電負性：As>Ga

D．砷化鎵晶體中含有配位鍵

Answer 1

【答案】 1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1) 4 正四面體 NH3>AsH3>PH3 sp2 > BCD

【解析】(1)鎵位于周期表中第四周期ⅢA族，故其核外電子排布式為[Ar]3d104s24p1。(2)根據“均攤法”：白色球個數為(6/2)＋(8/8)＝4。由晶胞圖可知與同一個鎵原子相連的砷原子構成的空間構型為正四面體。(3)由于NH3分子間存在氫鍵，所以NH3的沸點最高，由于AsH3的相對分子質量大于PH3，故AsH3的沸點高于PH3。(4)由于Ga原子周圍只有3對成鍵電子對，故其雜化方式為sp2雜化。(5)As和Ga處于同一周期，而處于ⅤA族的As外圍電子處于半滿的較穩定結構，故As的第一電離能大于Ga。(6)由題中晶胞圖可知A顯然是錯誤的；根據等電子體的概念可知選項B正確；根據電負性的概念可知選項C正確；由于Ga原子最外層只有3個電子，而每個Ga原子與4個As原子成鍵，因此其中一個共價鍵必為配位鍵，D正確。