Question

【題目】砷化鎵(GaAs)燈泡壽命是普通燈泡的100倍，而耗能即為10%，推廣砷化鎵(GaAs)、 氮化鎵(GaN)等發(fā)光二極管（LED）照明，是節(jié)能減排的有效舉措。請回答下列問題：

(1)基態(tài)N原子核外電子排布圖為 _____________________ ；Ga與Al同主族，且位于Al的下一周期，則基態(tài)Ga原子的價電子排布式為 ________________。

(2)Ga的電負(fù)性比As______（填“大”或“小”）；Ga逐級失去電子的電離能 （單位：kJ·mol-1）的數(shù)值依次為577、1985、2962、6192，由此可推知Ga的主要化合價為__和+3。

(3)比較下列Ga的鹵化物的熔點和沸點， GaCl3、GaBr3、GaI3的熔、沸點依次升高, 分析其變化的原因是：_____________________________________________________。

鎵的鹵化物	GaCl3	GaBr3	GaI3
熔點/℃	77.75	122.3	211.5
沸點/℃	201.2	279	346

GaF3的熔點超過1000℃，可能的原因是____________________________。

(4)GaAs是將(CH3)3Ga和AsH3用金屬有機物化學(xué)氣相淀積方法制備得到，該反應(yīng)在700℃下進(jìn)行

①則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：____________________________________________。

②反應(yīng)物AsH3分子的幾何構(gòu)型為________________，(CH3)3Ga中鎵原子雜化方式為____________________。

Answer 1

【答案】 4s24p1 小 +1 GaCl3、GaBr3、GaI3均為分子晶體，結(jié)構(gòu)相似，相對分子質(zhì)量依次增大，分子間作用力依次增強 GaF3為離子晶體 (CH3)3Ga + AsH3GaAs + 3CH4 三角錐形 sp2

【解析】

（1）N原子核外有7個電子，核外電子排布式為1s22s22p3；同主族元素最外層電子數(shù)相同；

（2）同周期元素，從左到右元素非金屬性依次增大，電負(fù)性依次增大；由題給四個電離能的數(shù)據(jù)可知，第一和第二、第三和第四電離能差別較大；

（3）結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越強，熔點和沸點越高；離子晶體具有較高的熔點和沸點；

（4）①在700℃時，（CH3）3Ga和AsH3反應(yīng)生成GaAs和甲烷；

②AsH3分子中含有3個σ鍵和1個孤電子對；（CH3）3Ga中Ga原子形成3個σ鍵，沒有孤電子對。

（1）N原子核外有7個電子，核外電子排布式為1s22s22p3，則核外電子排布圖為；同主族元素最外層電子數(shù)相同，Ga與Al同主族，Al的價電子排布式為3s23p1，則下一周期Ga原子的價電子排布式為4s24p1，故答案為：；4s24p1；

（2）同周期元素，從左到右元素非金屬性依次增大，電負(fù)性依次增大，則Ga的電負(fù)性比As小；由題給四個電離能的數(shù)據(jù)可知，第一和第二、第三和第四電離能差別較大，則Ga的主要化合價為+1和+3，故答案為：��；+1；

（3）結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越強，熔點和沸點越高，依據(jù)題給鹵化物的熔點和沸點可知，GaCl3、GaBr3、GaI3為結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，則GaBr3、GaI3的相對分子質(zhì)量依次增大，分子間作用力依次增強，熔點和沸點依次升高；離子晶體具有較高的熔點和沸點，由GaF3的熔點超過1000℃可知，GaF3為離子晶體，故答案為：GaCl3、GaBr3、GaI3均為分子晶體，結(jié)構(gòu)相似，相對分子質(zhì)量依次增大，分子間作用力依次增強；GaF3為離子晶體；

（4）①在700℃時，（CH3）3Ga和AsH3反應(yīng)生成GaAs和甲烷，反應(yīng)的化學(xué)方程式為(CH3)3Ga + AsH3 GaAs + 3CH4，故答案為：(CH3)3Ga + AsH3 GaAs + 3CH4；

②AsH3分子中含有3個σ鍵和1個孤電子對，空間構(gòu)型為三角錐形；（CH3）3Ga中Ga原子形成3個σ鍵，沒有孤電子對，雜化方式為sp2雜化，故答案為：三角錐形；sp2。