Question

[化学——选修3：物质结构与性质]2010年上海世博会场馆，大量的照明材料或屏幕都使用了发光二极管 （LED）．目前市售LED品片，材质基本以GaAs （砷化镓）、AlGaInP （磷化铝镓铟）、lnGaN （氮化铟镓）为主．已知镓是铝同族下一周期的元素．砷化镓的晶胞结构如图。

试回答：

（1）镓的基态原子的电子排布式是             。

（2）砷化镓晶胞中所包含的砷原子 （白色球）个数为              ，与同一个镓原子相连的砷原子成的空间构型为           。

（3）N、P、As处于同一主族，其氢化物沸点由高到低的顺序是         ． （用氢化物分子式表示）

（4）砷化镓可由 （CH₃）₃Ga和AsH₃在700℃时制得． （CH₃）₃Ga中镓原子的杂化方式为                。

（5）下列说法正确的是            （填字母）．

A．砷化镓晶胞结构与NaCl相同

B．GaP与GaAs互为等电子体

C．电负性：As＞Ga

D．砷化镓晶体中含有配位键

（6）若GaAs相对分子质量用M表示，阿伏伽德罗常数用N_A表示Ga-As之间紧邻核间距用acm 表示，则砷化镓晶体密度近似为               。

Answer

（1）[Ar]3d104s24p1（2）4；正四面体

（3）NH3＞AsH3＞PH3 （4）sp2

（5）BCD （6）M/ （16NAa3）g/cm3（3分）

【解析】试题分析： （1）镓位于周期表中第四周期ⅢA族，故其核外电子排布式为[Ar]3d104s24p1。

（2）根据“均摊法”：白色球个数为 （6/2）＋ （8/8）＝4。由晶胞图可知与同一个镓原子相连的砷原子构成的空间构型为正四面体。

（3）由于NH3分子间存在氢键，所以NH3的沸点最高，由于AsH3的相对分子质量大于PH3，故AsH3的沸点高于PH3。

（4）由于Ga原子周围只有3对成键电子对，故其杂化方式为sp2杂化。

（5）由题中晶胞图可知A显然是错误的；根据等电子体的概念可知选项B正确；根据电负性的概念可知选项C正确；由于Ga原子最外层只有3个电子，而每个Ga原子与4个As原子成键，因此其中一个共价键必为配位键，D正确。答案选BCD。

（6）在砷化镓晶胞中，含有Ga＝8×1/8+6×1/2＝4，含有As也是4个，因此每个晶胞中含有4个GaAs。在砷化镓晶体中最近的砷和镓原子核间距为a cm，由于As处于与它相连的四个Ga构成的四面体的几何中心。距离最近且相等的As原子之间的距离为L，则a＝，L＝。最近的两个As在晶胞面对角线的1/2处。设该晶胞的长度是x，则x＝，则砷化镓晶体密度的表达式为ρ＝m/V＝g/cm3。

考点：考查物质结构和性质模块分析与解答