Question

【題目】砷化鎵是優良的半導體材料，可用于制作微型激光器或太陽能電池的材料等。

（1）砷化鎵的晶胞結構如右圖所示,則砷化鎵的化學式為________。

（2）基態As原子的核外電子排布式為____________。

（3）第一電離能:Ga______As(選填“>”或“<")。

（4）AsCl3分子的立體構型為_______，其中As原子軌道的雜化類型為____。

（5）GaF3的熔點高于1000℃，GaCl3的熔點為77.9℃，其原因是_______。

Answer 1

【答案】 GaAs [Ar]3d104s24p3 < 三角錐形 sp3 GaF3為離子晶體，GaCl3為分子晶體

【解析】試題分析：本題考查晶胞的分析，原子核外電子排布式的書寫，第一電離能的大小比較，分子的立體構型和原子雜化方式的判斷，物質熔點高低的比較。

（1）用“均攤法”，晶胞中As的個數為8+6=4，Ga全在晶胞內部，Ga為4個，則砷化鎵的化學式為GaAs。

（2）As的原子序數為33，根據構造原理，基態As原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3（或[Ar]3d104s24p3）。

（3）Ga和As都是第四周期元素，同周期從左到右元素的第一電離能呈增大趨勢，則第一電離能：GaAs。

（4）AsCl3分子中中心原子As上的孤電子對數為（5-31）=1，As的成鍵電子對數為3，As的價層電子對數為1+3=4，AsCl3的VSEPR模型為四面體型，去掉孤電子對，AsCl3分子的立體構型為三角錐形；其中As原子的雜化類型為sp3雜化。

（5）GaF3的熔點高于1000℃，GaCl3的熔點為77.9℃，GaF3熔點較高，GaCl3熔點較低，GaF3和GaCl3的熔點差別很大，說明GaF3為離子晶體，GaCl3為分子晶體，離子鍵的強度遠大于分子間作用力。