Question

【題目】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)AsCl3分子的立體構型為_________，其中As的雜化軌道類型為________。

(3)GaF3的熔點高于1000℃，GaCl2的熔點為77.9℃，其原因是______________。

(4)GaAs的熔點為1238℃，密度為ρ g/cm3，其晶胞結構如圖所示。該晶體的類型為______________，Ga與As以______________鍵結合。Ga和As的摩爾質量分別為MGa g/mol和MAs g/mol，原子半徑分別為rGa pm和rAs pm，阿伏加德羅常數值為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】[Ar]3d104s24p3 三角錐形 sp3 GaF3為離子晶體，GaCl3為分子晶體 原子晶體 共價 ×100%

【解析】

(1)As是33 號元素，原子核外有33個電子，根據構造原理書寫As原子核外電子排布式為[Ar]3d104s24p3；

(2)AsCl3分子中As原子價層電子對個數=3+=4，且含有一個孤電子對，根據價層電子對互斥理論可知該分子的立體構型為三角錐形，As原子雜化方式為sp3雜化；

(3)離子晶體熔沸點較高、分子晶體熔沸點較低，GaF3的熔點高，說明其為離子晶體，GaCl3的熔點為77.9℃，比較低，則GaCl3為分子晶體，所以前者沸點高于后者；

(4)GaAs的熔點為1238℃，熔點較高，原子之間以共價鍵結合形成屬于原子晶體；密度為ρg/cm3，根據均攤法計算，As：8×+6×=4；Ga：4×1=4，故其晶胞中原子所占的體積V1=()×10-30 cm3，晶胞的體積V2= cm3，故GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為×100%。