Question

LED照明是我國制造業為人類做出的一大貢獻。目前市售LED晶片，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下圖。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空間構型為__________。
(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__________(填字母)。

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

(1)1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p¹(或[Ar]3d¹⁰4s²4p¹)
(2)4　正四面體　 (3)NH₃>AsH₃>PH₃　(4)sp²　(5)>　(6)BCD

(1)鎵是31號元素，電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p¹。(2)砷化鎵晶胞中砷原子8個在立方體頂角，6個在面上，該晶胞所包含砷原子數為8×＋6×＝4，而鎵原子周圍是4個均勻分布的砷原子為正四面體型。(3)NH₃分子間有氫鍵沸點最高，其它分子按分子量大小排列，NH₃>AsH₃>PH₃。(4)鎵原子與3個甲基結合，且鎵的價電子都成鍵，所以為sp²雜化。(5)砷的非金屬性強，第一電離能大。(6)砷化鎵晶胞與NaCl不同，A項錯誤。GaP與GaAs原子個數比相同，但電子總數不同，B項錯誤。As非金屬性強，電負性也強，C正確。鎵有3個價電子，但形成4個共價鍵，說明有一個配位鍵。D正確。