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镍与第VA族元素形成的化合物是重要的半导体材料,其中应用最广泛的是砷化镓(GaA...

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

1)基态N原子的核外电子排布式为______,基态Ga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·mol1)的数值依次为577198529626192,由此可推知镓的主要化合价为____+3。砷的电负性比镓_____(”)

3)二水合草酸镓的结构如图所示,其中镓原子的配位数为____

4)砷化镓可由(CH3)3GaAsH3700℃时制得。(CH3)3Ga中镓原子的杂化方式为________

5GaAs为原子晶体,密度为ρg·cm3,其晶胞结构如图所示。GaAs_______键键合。GaAs的原子半径分别为apmbpm,设阿伏加德罗常数的值为NA,则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_______(列出计算式,可不化简)

 

1s22s22p3 1 +1 大 4 sp2 共价 ×100% 【解析】 (1)根据N、Ga的原子序数,结合原子构造原理分析解答; (2)根据电离能差值分析元素的化合价,电离能差值过大说明失去该电子较困难,同周期元素随着原子序数增大,电负性增强,同主族元素随着原子序数增大,电负性增强;根据同一周期元素的电负性变化规律分析比较; (3)一个Ga与4个O相连,据此判断配位数; (4)利用价层电子对互斥模型判断原子杂化方式; (5)GaAs为原子晶体,原子间以共价键结合;利用均摊法计算一个晶胞中含有的As、Ga原子数,通过计算晶胞体积、晶胞中As、Ga的总体积就可计算出原子的体积占晶胞体积的百分率。 (1)N是7号元素,核外电子排布式是1s22s22p3,Ga是31号元素,位于第四周期第IIIA,核外电子排布式是[Ar]3d104s24p1,应用一个轨道最多可容纳2个自旋方向相反的电子,所以在3d、4s轨道上电子成对,只有4p电子是成单电子,故Ga原子核外有1个未成对电子; (2)根据Ga失去电子的逐级电离能数值,第一电离能和第二电离能差值较大,且第三电离能和第四电离能数值差别较大,说明失去第二个电子和失去第四个电子较困难,所以呈现的价态是+1和+3;Ga、As是同一周期的元素,一般情况下,同一周期的元素,原子序数越大,元素的非金属性越强,其电负性越大,所有电负性As>Ga; (3)一个Ga与4个O相连,所以Ga的配位数为4; (4) (CH3)3Ga中Ga形成3个δ键,没有孤电子对,所有Ga原子的杂化方式为sp2杂化; (5) GaAs为原子晶体,原子间以共价键结合;利用均摊法计算一个晶胞中含有的As、Ga原子数,As:8×+6×=4,Ga:4×1=4,即一个晶胞中含有4个GaAs;由于晶胞的密度为ρg·cm-3,晶胞的质量m=g,所以晶胞的体积V=cm3;4个Ga原子的体积为V(Ga)=cm3;4个As原子的体积为V(As)=cm3;所以GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为×100%=×100%。
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回答下列问题:

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晶胞如下图,的配位数为________

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请回答:

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(2)由F生成G的反应类型为___________;F的分子式为___________

(3)由E转化为F的第一步反应的化学方程式为______________________

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(6)参照上述合成路线和信息,以苯甲酸乙酯和CH3MgBr为原料(无机试剂任选),设计制备的合成路线_________________________________

 

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