Question

砷化镓（GaAs）是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题：

（1）写出基态As原子的核外电子排布式________________________。

（2）根据元素周期律，原子半径Ga_____________As，第一电离能Ga____________As。（填“大于”或“小于”）

（3）AsCl₃分子的立体构型为____________________，其中As的杂化轨道类型为_________。

（4）GaF₃的熔点高于1000℃，GaCl₃的熔点为77.9℃，其原因是__________。

（5）GaAs的熔点为1238℃，密度为ρg·cm^-3，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为________________,Ga与As以________键键合。Ga和As的摩尔质量分别为M_Gag·mol^-1和M_As g·mol^-1，原子半径分别为r_Gapm和r_Aspm，阿伏加德罗常数值为N_A，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为____________________。

Answer

1s22s22p63s23p63d104s24p3 大于 小于 三角锥形 sp3 GaF3是离子晶体，GaCl3是分子晶体，离子晶体GaF3的熔沸点高 原子晶体 共价键

【解析】

（1）As为ⅤA族33号元素，电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s24p3。故答案为1s22s22p63s23p63d104s24p3；

（2）根据元素周期律，Ga与As位于同一周期，Ga原子序数小于As，故半径Ga大于As，同周期第一电离能从左到右，逐渐增大，故第一电离能Ga小于As。

（3）AsCl3中价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+=4，所以原子杂化方式是sp3，由于有一对孤对电子对，分子空间构型为三角锥形。

（4）GaF3的熔点高于1000℃，GaCl3的熔点为77.9℃，其原因是GaF3为离子晶体，GaCl3为分子晶体，离子晶体的熔点高。

（5）GaAs的熔点为1238℃，熔点较高，以共价键结合形成属于原子晶体，密度为ρ g•cm-3，根据均摊法计算，As：8×1/8+6×1/2＝4，Ga：4×1=4，故其晶胞中原子所占的体积V1=(πr3As×4+πr3Ga×4)×10-30，晶胞的体积V2=，故GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为×100%将V1、V2带入计算得百分率=。