Question

硼（B）、鋁（Al）、鎵（Ga）均屬于硼族元素（第ⅢA族），它們的化合物或單質
都有重要用途。回答下列問題：
（1）寫出基態鎵原子的電子排布式             。
（2）已知：無水氯化鋁在178℃升華，它的蒸氣是締合的雙分于（Al₂Cl₆），更
高溫度下Al₂Cl₆則離解生成A1Cl₃單分子。
①固體氯化鋁的晶體類型是              ；
②寫出Al₂Cl₆分子的結構式               ；
③單分子A1Cl₃的立體構型是           ，締合雙分子Al₂Cl₆中Al原子的軌道雜化類型是           。
（3）晶體硼的結構單元是正二十面體，每個單元中有12個硼原予（如圖）
其中有兩個原子為¹⁰ B，其余為¹¹B，則該結構單元有   種不同的結構
類型。
（4）金屬鋁屬立方晶系，其晶胞邊長為405 pm，密度是2．70g·cm^－3，計算確
定其晶胞的類型（簡單、體心或面心立方）       ；晶胞中距離最近的鋁原
子可看作是接觸的，列式計算鋁的原子半徑r(A1)=                    pm。

Answer 1

（1）1s² 2s²2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p¹ 或〔Ar〕3d¹⁰ 4s² 4p¹ 
（2）①分子晶體 
②
   
③ 平面三角形    sp³
（3）3 
（4）N(Al)×27/405³×10^-30×6.02×10²³=2.70,解得N（Al）=4.00，為面心立方晶胞
×405pm/4=143pm.

（1）鎵是31號元素，其原子核外有31個電子，根據構造原理知其核外電子排
布式1s² 2s²2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p¹ 或〔Ar〕3d¹⁰ 4s² 4p¹ 
（2）①分子晶體的熔沸點較低，氯化鋁的熔沸點較低，所以為分子晶體。
②鋁原子和氯原子之間形成共價鍵，還形成一個配位鍵，其結構為
。
③氯化鋁中每個鋁原子含有3個共價鍵，且不含孤電子對，為平面三角形結構，
締合雙分子Al₂Cl₆中Al原子的軌道雜化類型sp³。
（3）兩個10B相鄰、相間、相對，所以共有3種類型結構。
（4）每個晶胞中含有鋁原子個數=ρV/M/NA=2.70×(405×10^?10)³/17/NA==4.00，
該晶胞的每個頂點上和每個面上都含有一個Al原子，為面心立方晶胞，面心立
方晶胞中，每個面的對角線上三個原子緊挨著，所以對角線長度=2^1/2×405pm/4
=143pm。