Question

鎵(Ga)、鍺(Ge)、砷(As)、硒(Se)均為第四周期的元素，它們?cè)诟呖萍技舛丝茖W(xué)特別是信息領(lǐng)域有著廣泛的用途。試回答下列問題：

（1）基態(tài)鍺原子的價(jià)電子排布式為_________________________________。

（2）沸點(diǎn):NH3________AsH3(填“＞”、“＜”或“＝”，原因是_____________________。

（3）某砷的氧化物俗稱“砒霜”，其分子結(jié)構(gòu)如圖所示，該化合物的分子式為_______,As原子采取__________雜化。

（4）H2SeO4和H2SeO3是硒的兩種含氧酸，請(qǐng)根據(jù)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系，解釋H2SeO4比H2SeO3酸性強(qiáng)的原因________________________。

（5）砷化鎵可由(CH3)2Ga和AsH3在700℃下反應(yīng)制得，反應(yīng)的方程式為_________________；砷化鎵的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示，其晶胞邊長(zhǎng)為a pm，則每立方厘米該晶體中所含砷元素的質(zhì)量為____________g(用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值）。

 

 

Answer 1

【答案】

（1）4s24p2（1分）

（2）＞（1分，寫“大于”不得分）? NH3分子間存在氫鍵，所以NH3沸點(diǎn)高于AsH3 (2分，只要指明NH3分子間存在氫鍵即可)

（3）As4O6（1分）??? sp3（1分）

（4）H2SeO4和H3SeO3可表示為(HO)2SeO2和(HO)3Se，H2SeO3中的Se為+4價(jià)，而H2SeO4中的Se為+6價(jià)，導(dǎo)致Se-O-H中的O的電子更向Se偏移，越易電離出H+(2分，合理答案即可)

（5）(CH3)3Ga + AsH3GaAs + 3CH4（2分，不寫反應(yīng)條件不扣分，化學(xué)式寫錯(cuò)、不配平不得分）； (2分，合理答案即可)

【解析】

試題分析：（1）鍺是第四周期第ⅣA族元素，原子序數(shù)是32，所以依據(jù)核外電子排布規(guī)律可知，基態(tài)鍺原子的價(jià)電子排布式為4s24p2；

（2）由于氮元素的非金屬性強(qiáng)，因此NH3分子間存在氫鍵，所以NH3沸點(diǎn)高于AsH3沸點(diǎn)；

（3）根據(jù)分子結(jié)構(gòu)可知，分子內(nèi)含有6個(gè)氧原子，4個(gè)砷原子，化學(xué)式為As4O6。由于每個(gè)As原子形成3個(gè)共價(jià)鍵，又因?yàn)橹行脑�子還有1對(duì)孤對(duì)電子，所以采用的是sp3雜化；

（4）由于H2SeO4和H3SeO3可表示為(HO)2SeO2和(HO)3Se，H2SeO3中的Se為+4價(jià)，而H2SeO4中的Se為+6價(jià)，導(dǎo)致Se-O-H中的O的電子更向Se偏移，越易電離出H+，所以H2SeO4比H2SeO3酸性強(qiáng)；

（5）砷化鎵可由(CH3)2Ga和AsH3在700℃下反應(yīng)制得，則根據(jù)原子守恒可知，另外一種生成物是甲烷，則該反應(yīng)的方程式為(CH3)3Ga + AsH3GaAs + 3CH4；根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知GaAs晶體中，每個(gè)As與4個(gè)Ga相連，且As原子全部在晶胞里面，共計(jì)是4個(gè)。晶胞邊長(zhǎng)為a pm，所以晶胞的體積

是a3pm3，所以每立方厘米含該晶胞的個(gè)數(shù)是，因此含有的As原子個(gè)數(shù)是×4，物質(zhì)的量是mol，所以As元素的質(zhì)量是mol×75g/mol＝g。

考點(diǎn)：考查核外電子排布、氫鍵、雜化軌道、含氧酸酸性比較、晶胞結(jié)構(gòu)判斷與計(jì)算