Question

GaAs晶体的熔点很高, 硬度很大, 密度为ρ g·cm^-3,Ga 和As 的摩尔质量分别为MGag·mol^-1和MAs g·mol^-1, 原子半径分别为rGa pm 和rAs pm, 阿伏加德罗常数值为N_A, 其晶胞结构如下图所示, 下列说法错误的是

A. 该晶体为原子晶体

B. 在该晶体中,Ga和As均无孤对电子,Ga和As的配位数均为4

C. 原子的体积占晶胞体积的百分率为

D. 所有原子均满足8电子稳定结构

Answer

C

【解析】

A．GaAs 晶体的熔点很高，硬度很大，符合原子晶体的特点；

B．由晶胞结构可知，晶胞中As、Ga原子数目之比为1：1，As、Ga配位数相同，Ga与周围4个As原子形成正四面体结构，As与周围4个Ga原子也形成正四面体结构，原子均形成4个键，Ga原子价电子为3，与As形成4个共价键，说明As原子提供1对孤电子对给Ga形成配位键；

C．均摊法计算晶胞中各原子数目，再计算原子总体积，结合密度计算晶胞体积，空间利用率=晶胞最近原子总体积/晶胞体积×100%；

D．每个As、Ga原子都形成4个共价键，均没有孤电子对。

A．GaAs 晶体的熔点很高，硬度很大，为空间立体网站结构，属于原子晶体，故A正确；

B．由晶胞结构可知，Ga的配位数为4，晶胞中Ga原子数目=4，As原子数目=8×1/8+6×1/2=4，晶胞中As、Ga原子数目之比为1：1，故As配位数也是4，Ga与周围4个As原子形成正四面体结构，As与周围4个Ga原子也形成正四面体结构，原子均形成4个键，Ga原子价电子为3，与As形成4个共价键，说明As原子提供1对孤电子对给Ga形成配位键，As原子最外层5个电子全部成键，均没有孤电子对，故B正确；

C．晶胞中原子总体积=4×4/3π（rGa3+rAs3 ）×10-30 cm3，晶胞质量=4×(MGa+MAs)/NA g，晶胞体积=（4×(MGa+MAs)/NA g）÷ρ g·cm-3，原子的体积占晶胞体积的百分率=×100%=4πρNA(r3Ga+r3As)/3(MGa+MAs)×10-30×100%，故C错误；

D．每个As、Ga原子都形成4个共价键，均没有孤电子对，所有原子均满足 8 电子稳定结构，故D正确，

故选：C。