Question

【題目】[化學——選修3：物質結構與性質]

砷化鎵（GaAs）是優良的半導體材料，可用于制作微型激光器或太陽能電池的材料等。回答下列問題：

（1）寫出基態As原子的核外電子排布式________________________。

（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）GaF3的熔點高于1000℃，GaCl3的熔點為77.9℃，其原因是_____________________。

（5）GaAs的熔點為1238℃，密度為ρg·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MAs g·mol-1，原子半徑分別為rGapm和rAspm，阿伏伽德羅常數值為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】（1）1s22s22p63s23p63d104s24p3（2） 大于 小于 （3）三角錐形 sp3

（4）GaF3是離子晶體，GaCl3是分子晶體，離子晶體GaF3的熔沸點高；

（5）原子晶體；共價鍵

【解析】

試題分析：（1）As為ⅤA族33號元素，電子排布式為：1s22s22p63s23p63d104s24p3。故答案為：1s22s22p63s23p63d104s24p3；

（2）根據元素周期律，Ga與As位于同一周期，Ga原子序數小于As，故半徑Ga大于As，同周期第一電離能從左到右，逐漸增大，故第一電離能Ga小于As。

故答案為：大于；小于；

（3）AsCl3中價層電子對個數=σ鍵個數+孤電子對個數=3+=4，所以原子雜化方式是sp3，由于有一對孤對電子對，分子空間構型為三角錐形。

故答案為：三角錐形；sp3；

（4）GaF3的熔點高于1000℃，GaCl3的熔點為77.9℃，其原因是GaF3為離子晶體，GaCl3為分子晶體，離子晶體的熔點高。

故答案為：GaF3為離子晶體，GaCl3為分子晶體，離子晶體的熔點高；

（5）GaAs的熔點為1238℃，熔點較高，以共價鍵結合形成屬于原子晶體，密度為ρ gcm-3，根據均攤法計算，As：8×1/8+6×1/2＝4，Ga：4×1=4，故其晶胞中原子所占的體積V1=(πr3As×4+πr3Ga×4)×10-30，晶胞的體積V2==，故GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為×100%將V1、V2帶入計算得百分率=。

故答案為：原子晶體；共價；