Question

已知X、Y和Z三種元素的原子序數之和等于42。X元素原子的4p軌道上有3個未成對電子,Y元素原子的最外層2p軌道上有2個未成對電子。X跟Y可形成化合物X₂Y₃,Z元素可以形成負一價離子。請回答下列問題:
(1)X元素原子基態時的電子排布式為       ,該元素的符號是       。
(2)Y元素原子的電子排布圖為       ,元素X與Y的電負性比較:X       Y(填“＞”或“＜”)。
(3)X與Z可形成化合物XZ₃,該化合物的空間構型為       。
(4)由元素X與鎵元素組成的化合物A為第三代半導體。已知化合物A的晶胞結構如圖所示。(黑球位于立方體內,白球位于立方體頂點和面心)

請寫出化合物A的化學式       ;化合物A可由(CH₃)₃Ga和AsH₃在700 ℃下反應制得,反應的化學方程式為                   。
(5)已知(CH₃)₃Ga為非極性分子,則其中鎵原子的雜化方式為           。

Answer 1

(1)1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³  (其他合理答案也給分)  As
(2) ＜
(3)三角錐形
(4)GaAs  (CH₃)₃Ga+AsH₃GaAs+3CH₄
(5)sp²雜化

X的最外層電子排布為4s²4p³,故為₃₃As;2p軌道有兩個未成對電子,可能是₆C或₈O,因Y能夠與砷形成As₂Y₃化合物,故Y為₈O;As、O、Z的原子序數之和為42,故Z為₁H。
(2)周期表中氧元素在砷元素的右上方位置,故電負性氧大于砷。
(3)AsH₃的結構與氨相似,為三角錐形。
(4)As位于晶胞內,有4個。Ga的個數為:8×1/8+6×1/2=4,故化學式為GaAs。
(5)因分子為非極性分子,故空間結構對稱,Ga原子處于正三角形的中心,而三個C原子位于三角形的三個頂點上。中心原子Ga為sp²雜化。