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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。...

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)AsCl3分子的立体构型为_________,其中As的杂化轨道类型为________

(3)GaF3的熔点高于1000℃,GaCl2的熔点为77.9℃,其原因是______________

(4)GaAs的熔点为1238℃,密度为ρ g/cm3,其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为______________GaAs______________键结合。GaAs的摩尔质量分别为MGa g/molMAs g/mol,原子半径分别为rGa pmrAs pm,阿伏加德罗常数值为NA,则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为______________

 

[Ar]3d104s24p3 三角锥形 sp3 GaF3为离子晶体,GaCl3为分子晶体 原子晶体 共价 ×100% 【解析】 (1)As是33 号元素,原子核外有33个电子,根据构造原理书写As原子核外电子排布式为[Ar]3d104s24p3; (2)AsCl3分子中As原子价层电子对个数=3+=4,且含有一个孤电子对,根据价层电子对互斥理论可知该分子的立体构型为三角锥形,As原子杂化方式为sp3杂化; (3)离子晶体熔沸点较高、分子晶体熔沸点较低,GaF3的熔点高,说明其为离子晶体,GaCl3的熔点为77.9℃,比较低,则GaCl3为分子晶体,所以前者沸点高于后者; (4)GaAs的熔点为1238℃,熔点较高,原子之间以共价键结合形成属于原子晶体;密度为ρg/cm3,根据均摊法计算,As:8×+6×=4;Ga:4×1=4,故其晶胞中原子所占的体积V1=()×10-30 cm3,晶胞的体积V2= cm3,故GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为×100%。  
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锗(Ge)是典型的半导体元素,在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题:

(1)GeC是同族元素,C原子之间可以形成双键、叁键,但Ge原子之间难以形成双键或叁键。从原子结构、熔点/℃角度分析,原因是______________

(2)比较下列锗卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因____________

 

GeCl4

GeBr4

Gel4

熔点/℃

-49.5

26

146

沸点/℃

83.1

186

400

 

(3)光催化还原CO2制备CH4反应中,带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。ZnGeO电负性由大至小的顺序是______________

(4)Ge单晶具有金刚石型结构,其中Ge原子的杂化方式为__________,微粒之间存在的作用力是________

(5)晶胞有两个基本要素:

①原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置。如图为Ge单晶的晶胞,其中原子坐标参数A为(000);B为(0);C(0),则D原子的坐标参数为_________

②晶胞参数:描述晶胞的大小和形状。已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76 pm,其密度为_______ g·cm3(列出计算式即可)。

 

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M是第四周期元素,最外层只有1个电子,次外层的所有原子轨道均充满电子。元素Y的负一价离子的最外层电子数与次外层的相同。回答下列问题:

1)单质M的晶体类型为______,晶体中原子间通过_____作用形成面心立方密堆积,其中M原子的配位数为______

2)元素Y基态原子的核外电子排布式为________,其同周期元素中,第一电离能最大的是______(写元素符号)。元素Y的含氧酸中,酸性最强的是________(写化学式),该酸根离子的立体构型为________

3MY形成的一种化合物的立方晶胞如图所示。

①该化合物的化学式为_______,已知晶胞参数a=0.542 nm,此晶体的密度为_______g·cm3。(写出计算式,不要求计算结果。阿伏加德罗常数为NA

②该化合物难溶于水但易溶于氨水,其原因是________。此化合物的氨水溶液遇到空气则被氧化为深蓝色,深蓝色溶液中阳离子的化学式为_______

 

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东晋《华阳国志·南中志》卷四中已有关于白铜的记载,云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外,曾主要用于造币,亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题:

(1)单质铜及镍都是由________键形成的晶体;元素铜与镍的第二电离能分别为:ICu=1958 kJ/molINi=1753 kJ/molICuINi的原因是_____________________

(2)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。

①晶胞中铜原子与镍原子的数量比为________

②合金的密度为d g/cm3,晶胞参数a=________nm

 

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19-Ⅰ

下列叙述正确的有_______

A.某元素原子核外电子总数是最外层电子数的5倍,则其最高正价为+7

B.钠元素的第一、第二电离能分别小于镁元素的第一、第二电离能

C.高氯酸的酸性与氧化性均大于次氯酸的酸性和氧化性

D.邻羟基苯甲醛的熔点低于对羟基苯甲醛的熔点

19-Ⅱ

ⅣA族元素及其化合物在材料等方面有重要用途。回答下列问题:

(1)碳的一种单质的结构如图(a)所示。该单质的晶体类型为___________,原子间存在的共价键类型有________,碳原子的杂化轨道类型为__________________

(2)SiCl4分子的中心原子的价层电子对数为__________,分子的立体构型为________,属于________分子(填“极性”或“非极性”)。

(3)四卤化硅SiX4的沸点和二卤化铅PbX2的熔点如图(b)所示。

①SiX4的沸点依F、Cl、Br、I次序升高的原因是_________________

②结合SiX4的沸点和PbX2的熔点的变化规律,可推断:依F、Cl、Br、I次序,PbX2中的化学键的离子性_______、共价性_________。(填“增强”“不变”或“减弱”)

(4)碳的另一种单质C60可以与钾形成低温超导化合物,晶体结构如图(c)所示。K位于立方体的棱上和立方体的内部,此化合物的化学式为_______________;其晶胞参数为1.4 nm,晶体密度为_______g·cm-3

 

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黄铜矿是主要的炼铜原料, CuFeS2是其中铜的主要存在形式。回答下列问题:

(1)CuFeS2中存在的化学键类型是_________。下列基态原子或离子的价层轨道表示式正确的是_______(填标号)。

a.Fe2+            b.Cu

c.Fe3+         d.Cu+

(2)在较低温度下 CuFeS2与浓硫酸作用时,有少量臭鸡蛋气味的气体X产生。

X分子的立体构型是________,中心原子杂化类型为______,属于________(填“非极性”或“极性”)分子。

X的沸点比水低的主要原因是________

(3)CuFeS2与氧气反应生成SO2SO2中心原子的价层电子对数为_____,共价键的类型有________

(4)四方晶系CuFeS2的晶胞结构如图所示。

Cu+的配位数为________S2-的配位数为________

②已知:a=b=0.524 nmc=1.032 nmNA为阿伏加德罗常数的值,CuFeS2晶体的密度是________g·cm-3(列出计算式)。

 

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