Question

硼（B）、铝（Al）、镓（Ga）均属于硼族元素（第IIIA族），他们的化合物或单质都有重要用途。回答下列问题：

（1）写出基态镓原子占据的最高能层符号为________，基态铝原子有____个不同能级；基态镓原子的核外电子排布式为            。

（2）已知：无水氯化铝在178℃升华，它的蒸气是缔合的双分于（Al₂Cl₆），更高温度下Al₂Cl₆则离解生成A1Cl₃单分子。

①固体氯化铝的晶体类型是            ；

②写出Al₂Cl₆分子的结构式            ；

③单分子A1Cl₃的立体构型是    ，缔合双分子Al₂Cl₆中Al原子的轨道杂化类型是    。

（3）晶体硼的结构单元是正二十面体的原子晶体，其中含有20个等边三角形和一定数目的顶角，每个顶角各有一个原子，则这个基本结构单元由____个1硼原子组成，共含有____B-B键。

（4）磷化硼（BP）是一种有价值的耐磨硬涂层材料，它是通过高温氢气氛围下（750℃）三溴化硼和三溴化磷反映值得的。BP晶胞如图所示。

①在BP晶胞中B的堆积方式为____。

②当晶胞晶格参数为acm（即途中立方体的每条边长为acm）时，磷化硼晶胞的密度为____。

Answer

（1）M 5 1s22s22p63a23p63d104s24p1或［Ar］3d104s24p1

（2）①分子晶体②③平面三角形sp3

（3）12 30 （4）①面心立方堆积②168/a3NA·gcm-3

【解析】

试题分析：（1）镓是31号元素，其原子核外有31个电子，根据构造原理知其核外电子排布式为1s2 2s22p63s23p63d104s24p1 或〔Ar〕3d104s24p1，所以基态镓原子占据的最高能层符号为M；铝的原子序数是13，位于第三周期第ⅢA族，所以基态铝原子有5个不同能级；

（2）①分子晶体的熔沸点较低，氯化铝的熔沸点较低，所以为分子晶体；

②铝原子和氯原子之间形成共价键，还形成一个配位键，其结构为；

③氯化铝中每个铝原子含有3个共价键，且不含孤电子对，为平面三角形结构，缔合双分子Al2Cl6中Al原子的轨道杂化类型sp3；

（3）根据晶胞的结构图可知，每个硼原子被5个正三角形共用，每个正三角形上有三个硼原子，所以这个基本结构单元含有硼原子的个数为：（20×3）÷5=12，B-B键的个数为：（20×3）÷2=30；

（4）①根据晶胞结构可判断在BP晶胞中B的堆积方式为面心立方堆积。

②根据晶胞结构可知晶胞含有的B原子个数为，P全部在晶胞中，则当晶胞晶格参数为acm（即途中立方体的每条边长为acm）时，磷化硼晶胞的密度为。

【考点定位】本题主要是考查了晶胞的计算、原子核外电子排布式的书写、晶体类型的判断等知识点

【名师点晴】该题考查的知识点均为高频考点，都是考试热点，根据构造原理、密度公式、晶体类型与熔沸点的关系来分析解答，难点的晶胞的计算，注意：面心立方晶胞中，每个面对角线上三个原子紧挨着，而不是每个棱上两个原子紧挨着，为易错点，注意理解常见金属晶胞的结构特点，会计算空间利用率。注意晶体的结构决定晶体的性质，晶体的性质反映了晶体的结构，物质的组成和结构是判断晶体类型的根本依据，在根据物质的性质和类别判断晶体类型时还要考虑到不同物质的特性，如一般情况下盐类是离子晶体，但AlCl3是分子晶体，原子晶体一般不导电，但晶体硅能导电等。