Question

【題目】GaAs晶體的熔點很高, 硬度很大, 密度為ρ g·cm-3,Ga 和As 的摩爾質量分別為MGag·mol-1和MAs g·mol-1, 原子半徑分別為rGa pm 和rAs pm, 阿伏加德羅常數值為NA, 其晶胞結構如下圖所示, 下列說法錯誤的是

A. 該晶體為原子晶體

B. 在該晶體中,Ga和As均無孤對電子,Ga和As的配位數均為4

C. 原子的體積占晶胞體積的百分率為

D. 所有原子均滿足8電子穩定結構

Answer 1

【答案】C

【解析】

A．GaAs 晶體的熔點很高，硬度很大，符合原子晶體的特點；

B．由晶胞結構可知，晶胞中As、Ga原子數目之比為1：1，As、Ga配位數相同，Ga與周圍4個As原子形成正四面體結構，As與周圍4個Ga原子也形成正四面體結構，原子均形成4個鍵，Ga原子價電子為3，與As形成4個共價鍵，說明As原子提供1對孤電子對給Ga形成配位鍵；

C．均攤法計算晶胞中各原子數目，再計算原子總體積，結合密度計算晶胞體積，空間利用率=晶胞最近原子總體積/晶胞體積×100%；

D．每個As、Ga原子都形成4個共價鍵，均沒有孤電子對。

A．GaAs 晶體的熔點很高，硬度很大，為空間立體網站結構，屬于原子晶體，故A正確；

B．由晶胞結構可知，Ga的配位數為4，晶胞中Ga原子數目=4，As原子數目=8×1/8+6×1/2=4，晶胞中As、Ga原子數目之比為1：1，故As配位數也是4，Ga與周圍4個As原子形成正四面體結構，As與周圍4個Ga原子也形成正四面體結構，原子均形成4個鍵，Ga原子價電子為3，與As形成4個共價鍵，說明As原子提供1對孤電子對給Ga形成配位鍵，As原子最外層5個電子全部成鍵，均沒有孤電子對，故B正確；

C．晶胞中原子總體積=4×4/3π（rGa3+rAs3 ）×10-30 cm3，晶胞質量=4×(MGa+MAs)/NA g，晶胞體積=（4×(MGa+MAs)/NA g）÷ρ g·cm-3，原子的體積占晶胞體積的百分率=×100%=4πρNA(r3Ga+r3As)/3(MGa+MAs)×10-30×100%，故C錯誤；

D．每個As、Ga原子都形成4個共價鍵，均沒有孤電子對，所有原子均滿足 8 電子穩定結構，故D正確，

故選：C。