以氮化鎵(GaN)為代表的第三代半導(dǎo)體材料目前已成為全球半導(dǎo)體研究的前沿和熱點。回答下列問題:
(1)鎵為元素周期表第31號元素,鎵原子價層電子排布圖為__________________。
(2)氮所在主族中第一電離能最大的元素是___________(填元素符號,下同),鎵所在主族中電負(fù)性最大的元素是_____________________。
(3)傳統(tǒng)的氮化鎵制備方法是采用CaCl3與NH3在一定條件下反應(yīng),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________。
(4)氮化鎵與金剛石具有相似的晶體結(jié)構(gòu),氮化鎵中氮原子與鎵原子之間以__________相結(jié)合,氮化鎵屬于______________晶體。
(5)下圖是氮化鎵的晶胞模型:
①氮化鎵中鎵原子的雜化方式為_______________,氮原子的配位數(shù)為__________________。
②氮化鎵為立方晶胞,氮化鎵的密度為。列出計算氮化鎵晶胞邊長a的表達式:a=_______cm。
(1)
(2)N????? B?
(3)GaCl3+NH3=GaN+3HCl
(4)共價鍵???? 原子
(5)①sp3 ???? 4????? ②
【解析】
試題分析:(1)鎵為元素周期表第31號元素,在元素周期表中的位置是位于第四周期第ⅢA。鎵原子價層電子排布圖為。(2)氮在第ⅤA.在第ⅤA的元素中,由于N原子半徑最小,原子核外的最外層電子處于半充滿的穩(wěn)定狀態(tài)。所以其第一電離能最大。鎵在元素周期表第ⅢA。該主族中元素中電負(fù)性最大的元素是原子半徑最小的B元素。(3)用CaCl3與NH3在一定條件下反應(yīng)制備氮化鎵,根據(jù)質(zhì)量守恒定律可得該反應(yīng)的化學(xué)方程式為GaCl3+NH3=GaN+3HCl。? (4)氮化鎵與金剛石具有相似的晶體結(jié)構(gòu),金剛石的C原子之間以共價鍵結(jié)合,是原子晶體。所以氮化鎵中氮原子與鎵原子之間以共價鍵相結(jié)合,氮化鎵屬于原子晶體。(5) ①每個鎵與4個N形成共價鍵,這四個N構(gòu)成正四面體結(jié)構(gòu)。每個N與4個Ga形成共價鍵,這四個Ga構(gòu)成正四面體結(jié)構(gòu)。所以氮化鎵中鎵原子的雜化方式為sp3。氮原子的配位數(shù)為4. ②在每個晶胞中含有Ga:8×1/8+1=2,含有N:4×1/4+1=2.即每個晶胞中含有2個GaN。氮化鎵晶胞邊長a。則,所以整理得:。
考點:考查原子價層電子排布圖、電離能、電負(fù)性、晶體結(jié)構(gòu)、晶體的邊長、化學(xué)方程式的書寫等知識。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
兩性氫氧化物 | Al(OH)3 | Ga(OH)3 |
酸式電離常數(shù)Kia | 2×10-11 | 1×10-7 |
堿式電離常數(shù)Kib | 1.3×10-33 | 1.4×10-34 |
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