Question

砷化镓是继硅之后研究最深入、应用最广泛的半导体材回料。回答下列问题：

（1）镓是与铝同主族的第四周期元素，Ga基态原子核外电子排布式为____________。

（2）Ga、As、Se的第一电离能由大到小的顺序是____________，电负性由大到小的顺序是____________。

（3）碳和硅是同主族元素，下列能说明二者非金属性相对强弱的是____________(填编号）．

a..CH₄的稳定性比SiH₄强b.SiH₄的沸点比CH₄高

c.碳酸的酸性大于硅酸d.SiO₂+Na₂CO₃=Na₂SiO₃+CO₂↑

（4）AsH₃的沸点比NH₃低；其原因是____________。

（5）已知MgCl₂熔点714℃，是离子化合物；AlCl₃熔点191℃，是共价化合物。

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____________。

（6）二水合草酸镓的结构如图1所示，其中镓原子的配位数为____________，二水合草酸镓π键的个数为____________，草酸根离子中碳原子的杂化轨道类型为____________。

Answer

[Ar]3d104s24p1或1s22s22p63d104s24p1 As>Se>Ga Se>As>Ga ac NH3分子之间存在氢键 从GaCl3到GaI3均是分子晶体，组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔沸点越高 GaF3是离子晶体 4 6 sp2

【解析】

同周期元素第一电离能从左到右逐渐增大，但因为第ⅡA元素达到了全满状态，第ⅤA族元素达到半满状态，所以ⅡA族元素的第一电离能大于ⅢA族元素的第一电离能，ⅤA族元素的第一电离能大于ⅥA族元素的第一电离能；同一周期，从左到右元素电负性递增，同一主族，自上而下元素电负性递减。

(1)镓是与铝同主族的第四周期元素，Ga元素是31号元素，Ga基态原子核外电子排布式为[Ar]3d104s24p1或1s22s22p63d104s24p1；

(2)由分析可知，Ga、As、Se的第一电离能由大到小的顺序是As>Se>Ga；同一周期，从左到右元素电负性递增，同一主族，自上而下元素电负性递减，电负性由大到小的顺序是Se>As>Ga；

(3)a. 气态氢化物越稳定，对应的元素的非金属性越强，CH4的稳定性比SiH4强，说明C的非金属性比Si的强，a正确；

b. 因为SiH4的相对分子质量比CH4大，所以SiH4沸点较高，不能说明二者非金属性相对强弱，b错误；

c. 主族元素的最高价氧化物的水化物的酸性越强，非金属性也就越强，碳酸的酸性大于硅酸，说明C的非金属性比Si的强，c正确；

d. 碳酸的酸性大于硅酸，但反应SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2↑能发生，是因为反应生成气态的二氧化碳，使得反应能持续进行下去，并非是强酸制弱酸的原理，d错误；

(4)NH3分子之间存在氢键，所以AsH3的沸点比NH3低；

(5)从GaCl3到GaI3均是分子晶体，组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔沸点越高；GaF3的熔点超过1000℃，可能的原因是GaF3是离子晶体；

(6)从二水合草酸镓的结构图可知，镓原子的配位数为4，分子中含有6个双键，所以二水合草酸镓π键的个数为6；草酸根中碳原子与羧基中的碳原子的杂化方式相同，形成的都是平面结构，所以应该是sp2杂化。