Question

16．砷化鎵是優(yōu)良的半導(dǎo)體材料，且結(jié)構(gòu)類似于金剛石，可用于制作微型激光器或太陽(yáng)能電池的材料等．回答下列問(wèn)題：
（1）寫出基態(tài)砷原子的核外電子排布式[Ar]3d¹⁰4s²4p³（用簡(jiǎn)化電子排布式表示）．
（2）根據(jù)元素周期律，按從大到小的順序排列：鎵和砷的原子半徑Ga＞As，鎵和砷第一電離能Ga＜As（用元素符號(hào)表示）．
（3）三氯化砷分子的立體構(gòu)型為三角錐形，其中砷的雜化軌道類型為sp³．
（4）GaF₃的熔點(diǎn)高于1000℃，GaCl₃的熔點(diǎn)為77.9℃，其原因是GaF₃為離子晶體，GaCl₃為分子晶體，離子晶體的熔點(diǎn)高．
（5）寫出砷化鎵的化學(xué)式GaAs，砷化鎵的熔點(diǎn)為1238℃，該晶體的類型為原子晶體，鎵和砷以共價(jià)鍵鍵結(jié)合．

Answer 1

分析 （1）As為ⅤA族33號(hào)元素，電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³；
（2）同一周期，原子序數(shù)越小半徑越大，同周期第一電離能從左到右，逐漸增大；
（3）AsCl₃中價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+$\frac{5-3×1}{2}$=4，所以原子雜化方式是sp³，由于有一對(duì)孤對(duì)電子對(duì)，分子空間構(gòu)型為三角錐形；
（4）GaF₃的熔點(diǎn)高于1000℃，GaCl₃的熔點(diǎn)為77.9℃，其原因是GaF₃為離子晶體，GaCl₃為分子晶體，離子晶體的熔點(diǎn)高；
（5）電負(fù)性大的顯負(fù)價(jià)，砷的最低負(fù)價(jià)為-3價(jià)，鎵的最高正極為+3價(jià)，則砷化鎵的化學(xué)式為：GaAs，其熔點(diǎn)為1238℃，熔點(diǎn)較高，是以共價(jià)鍵結(jié)合形成屬于原子晶體．

解答 解：（1）As為ⅤA族33號(hào)元素，電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³，簡(jiǎn)化電子排布式為：[Ar]3d¹⁰4s²4p³，故答案為：[Ar]3d¹⁰4s²4p³；
（2）根據(jù)元素周期律，Ga與As位于同一周期，Ga原子序數(shù)小于As，故半徑Ga大于As，同周期第一電離能從左到右，逐漸增大，故第一電離能Ga小于As，
故答案為：Ga＞As；Ga＜As；
（3）AsCl₃中價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+$\frac{5-3×1}{2}$=4，所以原子雜化方式是sp³，由于有一對(duì)孤對(duì)電子對(duì)，分子空間構(gòu)型為三角錐形，
故答案為：三角錐形；sp³；
（4）GaF₃的熔點(diǎn)高于1000℃，GaCl₃的熔點(diǎn)為77.9℃，其原因是GaF₃為離子晶體，GaCl₃為分子晶體，離子晶體的熔點(diǎn)高，
故答案為：GaF₃為離子晶體，GaCl₃為分子晶體，離子晶體的熔點(diǎn)高；
（5）同周期第一電負(fù)性從左到右，逐漸增大，電負(fù)性大的顯負(fù)價(jià)，砷的最低負(fù)價(jià)為-3價(jià)，鎵的最高正極為+3價(jià)，則砷化鎵的化學(xué)式為：GaAs，GaAs的熔點(diǎn)為1238℃，熔點(diǎn)較高，是以共價(jià)鍵結(jié)合形成屬于原子晶體，故答案為：GaAs；原子晶體；共價(jià)鍵．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了分子空間構(gòu)型、電子排布式、原子雜化方式、電離能及半徑大小比較等知識(shí)，綜合性較強(qiáng)，要求學(xué)生有較嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和扎實(shí)的基礎(chǔ)，也是對(duì)學(xué)生能力的考查．