Question

镍与VA族元素形成的化合物是重要的半导体材料，应用最广泛的是砷化镓(GaAs)，回答下列问题：

（1）基态Ga原子的核外电子排布式为_____，基态As原子核外有_________个未成对电子。

（2）镓失去电子的逐级电离能（单位：kJ·mol^-1）的数值依次为577、1984.5、2961.8、6192由此可推知镓的主要化合价为____和+3。砷的电负性比镍____（填“大”或“小”）。

（3）比较下列镓的卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因：________________________。

镓的卤化物	GaCl3	GaBr3	GaI3
熔点/℃	77.75	122.3	211.5
沸点/℃	201.2	279	346

GaF₃的熔点超过1000 ℃，可能的原因是___________________________________________。

（4）二水合草酸镓的结构如图所示，其中镓原子的配位数为______，草酸根中碳原子的杂化方式为______________。

（5）砷化镓熔点为1238℃，立方晶胞结构如图所示，晶胞参数为a=565 pm。该晶体的类型为_________，晶体的密度为___________（设N_A为阿伏加德罗常数的数值,列出算式即可）g·cm^-3。

Answer

[Ar]3d104s24p2(或1s22s22p63s23p63d104s24p1) 3 +1 大 GaCl3、GaBr3、GaI3 的熔、沸点依次升高，它们均为分子晶体，结构相似。相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增强 GaF3为离子晶体 4 sp2 原子晶体

【解析】（1）考查电子排布式的书写，Ga位于第四周期IIIA族，31号元素，因此核外电子排布式为 [Ar]3d104s24p2(或1s22s22p63s23p63d104s24p1)；As位于VIA族，核外有3个未成对电子；（2）考查电离能、电负性的规律，根据电离能的数值，第一电离能与第二电离能相差较大，因此Ga显表现＋1价，As为非金属，Ni为金属，因此As的电负性比镍大；（3）考查晶体熔沸高低规律，根据表格数值， GaCl3、GaBr3、GaI3 的熔、沸点依次升高，它们均为分子晶体，结构相似，相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增强；GaF3熔点比其余三个高很多，说明GaF3属于离子晶体；（4）考查配位数和杂化类型判断，根据结构图，Ga的配位数为4，C原子有3个σ键，无孤电子对，因此C的杂化类型为sp2；（5）考查晶胞的计算，该晶体熔点高，属于原子晶体，Ga位于顶点和面心，个数为8×1/8＋6×1/2=4,As位于晶胞内部，原子个数为4，化学式为GaAs，晶胞的质量为4×(70＋75)NAg，晶胞的体积为(565×10－10)cm3，则晶胞的密度为。