Question

【題目】砷化鎵（GaAs）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．回答下列問題：
（1）寫出基態As原子的核外電子排布式 ．
（2）根據元素周期律，原子半徑GaAs，第一電離能GaAs．（填“大于”或“小于”）
（3）AsCl3分子的立體構型為 ， 其中As的雜化軌道類型為 ．
（4）GaF3的熔點高于1000℃，GaCl3的熔點為77.9℃，其原因是 ．
（5）GaAs的熔點為1238℃，密度為ρ gcm﹣3 ， 其晶胞結構如圖所示．該晶體的類型為 ， Ga與As以鍵鍵合．Ga和As的摩爾質量分別為MGa gmol﹣1和MAs gmol﹣1 ， 原子半徑分別為rGa pm和rAs pm，阿伏伽德羅常數值為NA ， 則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為 ．

Answer 1

【答案】
（1）1s22s22p63s23p63d104s24p3
（2）大于；小于
（3）三角錐形；sp3
（4）GaF3為離子晶體，GaCl3為分子晶體，離子晶體的熔點高
（5）原子晶體；共價； ×100%
【解析】解：（1.）As為ⅤA族33號元素，電子排布式為：1s22s22p63s23p63d104s24p3 ， 故答案為：1s22s22p63s23p63d104s24p3；
（2.）根據元素周期律，Ga與As位于同一周期，Ga原子序數小于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：大于；小于；
（3.）AsCl3中價層電子對個數=σ鍵個數+孤電子對個數=3+ =4，所以原子雜化方式是sp3 ， 由于有一對孤對電子對，分子空間構型為三角錐形，故答案為：三角錐形；sp3；
（4.）GaF3的熔點高于1000℃，GaCl3的熔點為77.9℃，其原因是GaF3為離子晶體，GaCl3為分子晶體，離子晶體的熔點高，
故答案為：GaF3為離子晶體，GaCl3為分子晶體，離子晶體的熔點高；
（5.）GaAs的熔點1238℃，熔點較高，以共價鍵結合形成屬于原子晶體，密度為ρ gcm﹣3 ， 根據均攤法計算，As： ，Ga：4×1=4，故其晶胞中原子所占的體積V1=（ ）×10﹣30 ， 晶胞的體積V2= = ，故GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為 將V1、V2帶入計算得百分率= ×100%，故答案為：原子晶體；共價； ×100%．
（1.）As為ⅤA族33號元素，電子排布式為：1s22s22p63s23p63d104s24p3；
（2.）同一周期，原子序數越小半徑越大，同周期第一電離能從左到右，逐漸增大；
（3.）AsCl3中價層電子對個數=σ鍵個數+孤電子對個數=3+ =4，所以原子雜化方式是sp3 ， 由于有一對孤對電子對，分子空間構型為三角錐形；
（4.）GaF3的熔點高于1000℃，GaCl3的熔點為77.9℃，其原因是GaF3為離子晶體，GaCl3為分子晶體，離子晶體的熔點高；
（5.）GaAs的熔點為1238℃，熔點較高，以共價鍵結合形成屬于原子晶體，密度為ρ gcm﹣3 ， 根據均攤法計算，As： ，Ga：4×1=4，故其晶胞中原子所占的體積V1=（ ）×10﹣30 ， 晶胞的體積V2= = ，故GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為 將V1、V2帶入計算得百分率= ×100%