Question

已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X跟Y可形成化合物X₂Y₃，Z元素可以形成负一价离子。请回答下列问题：

（1）X元素基态原子核外电子排布式为________，该元素的名称是________。

（2）Y元素原子价电子排布图为                         。

（3）X与Z可形成化合物XZ₃，该化合物的空间构型为________。

（4）已知由元素X与镓元素组成的化合物A为第三代半导体。已知化合物A的晶胞结构与金刚石相似，其中X原子位于立方体内，镓原子位于立方体顶点和面心，请写出化合物A的化学式         ；化合物A可由(CH₃)₃Ga和XZ₃在700℃下反应制得，反应的化学方程式为                                 。

（5）已知铝与镓元素位于同一主族，金属铝属立方晶系，其晶胞边长为405 pm，密度是2.70g·cm^－3，通过计算确定其晶胞的类型            （填简单、体心或面心立方）；晶胞中距离最近的铝原子可看作是接触的，计算铝的原子半径r(A1)=        pm。(列出算式即可，已知：405³≈6.64×10⁷)

Answer 1

【知识点】电子的排布规律、元素周期表结构、物质的结构类型、晶胞的结构

【答案解析】

解析：X4p轨道上有3个未成对电子，所以其基态原子核外电子排布式为是33号元素为砷。（2）Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子所以价电子排布图为为8号元素为氧元素。Z元素可以形成负一价离子，X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42，得Z元素为1号元素氢。（3）X与Z可形成化合物A_SH₃，结构类似于氨气，为三角锥型。

（4）A的晶胞结构与金刚石相似X原子位于立方体内原子个数为4，镓原子位于立方体顶点和面心原子个数为4个所以A的化学式GaAs化合物A可由(CH₃)₃Ga和A_SH₃在700℃下反应制得，可用观察法配平。（5）该晶胞的每个顶点上和每个面上都含有一个Al原子，为面心立方晶胞。晶胞中距离最近的铝原子可看作是接触的，铝的原子半径为面对角线长的1/4即。

【思路点拨】本题考查了核外电子排布、轨道、立体构型、晶胞计算，其中晶胞的计算是难点。