Question

【題目】（1）GaAs是新型半導體材料，第一電離能As__________Ga（填“>”或“<”），GaCl3與AsCl3的中心原子的雜化方式分別為______、______，分別寫出一個與它們互為等電子體的分子______、________。

（2）TiO2離子晶體的其中一種晶胞如圖1所示，則Ti、O配位數之比為_________；影響離子晶體結構類型的因素有______、______ 、鍵性因素。

（3）基態銅原子的電子排布式是______。基態銅原子價電子層排布依據的原理，可用于解釋下列事實的是_____（填標號）。

A.Fe2+易被氧化為Fe3+ B.銅絲灼燒時焰色呈綠色

C.N的第一電離能大于O的第一電離能 D.NaCl的熔點比KCl的高

（4）銅的堆積方式（如圖2）和晶胞結構（如圖3）所示。若晶胞頂點A與堆積方式中的A球相對應，則晶胞中x、y、z三點與堆積方式中C球相對應的點是______。

已知銅原子的半徑為r cm、摩爾質量為Mg/mol、晶體的密度為_________g/cm3（阿伏加德羅常數取NA）

Answer 1

【答案】 ＞ sp2 sp3 BF3 PCl3 2:1 幾何因素 電荷因素 1s22s22p63s23p63d104s1 （或[Ar] 3d104s1） AC y

【解析】本題主要是考查電離能、核外電子排布、雜化軌道、晶體類型與性質及晶胞結構與計算等

（1）同周期第一電離能從左到右，逐漸增大，As＞Ga；GaCl3中價層電子對個數=3+=3，所以原子雜化方式是sp2，AsCl3中價層電子對個數=3+=4，所以原子雜化方式是sp3；等電子體中含有相同的價電子數且原子個數相等，故與GaCl3互為等電子體的分子為BF3，與AsCl3 互為等電子體的分子為PCl3；

（2）觀察晶胞結構，可知鈦位于晶胞中心，周圍距離最近的氧原子有6個，即6個面，則鈦的配位數為6，由分子TiO2可知，O的配位數為3，即Ti、O配位數之比為2:1，離子晶體是由陰陽離子構成的，晶體中正負離子的半徑比是決定離子晶體結構的重要因素，離子半徑不同其配位數不同，稱為幾何因素；正負離子的電荷比是決定離子晶體結構的重要因素，離子所帶電荷不同其配位數不同，稱為電荷因素；離子晶體結構類型還取決于離子鍵的純粹程度，簡稱鍵性因素；

（3）銅的原子序數為29，基態銅原子的電子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1；Fe2+的價電子3d6失去一個電子可形成3d5半充滿穩定結構，與價電子層排布有關，A項正確；銅絲灼燒時焰色呈綠色，是因原子外層電子吸收能量，躍遷到激發態，當電子躍遷回基態時，會放出能量，這種能量以光的形勢釋放，不同的元素其躍遷的軌道不同，釋放的能量的大小也不同，而能級差決定了釋放出的光的頻率，即決定了光的顏色，與價電子層排布無關，B項錯誤；N原子2p能級半充滿，穩定性強，所以氮元素的第一電離能大于氧元素的，與價電子層排布有關，C項正確；由于二者都是相同的陰離子，對于鈉離子而言，其外層電子有三層，而鉀離子有四層，層數越多，質子對最外層電子的束縛能力越弱，而正是最外的這一層電子參與了晶鍵的形成，因此同鈉離子比較，鉀離子束縛力弱，在較低的溫度下其外層電子即可游離，故NaCl的熔點比KCl的高，與價電子層排布無關，D項錯誤。

（4）晶胞頂點A與堆積方式中的A球相對應，觀察可知，C球相對應的點是y；銅為面心立方晶胞，面對角線為銅原子直徑的兩倍，故邊長為2 ；用均攤法得一個晶胞由4個銅原子構成，設物質為一個定值如1mol，1mol銅的質量為Mg，原子個數為NA個，而一個銅晶胞由4個銅原子組成，所以銅的體積1/4NA個晶胞體積之和， 。