Question

【题目】I．铬单质硬度大，耐腐蚀，是重要的合金材料。

（1）基态铬原子的价电子轨道表示式为________________；CrO2Cl2常温下为深红色液体，能与CCl4互溶，据此判断CrO2Cl2的晶体类型属于_________________。

（2）配合物CrCl3·6H2O的配位数为6，它有三种不同组成、不同颜色的固体，其中一种为浅绿色固体，该固体与足量硝酸银溶液反应时，0.5mol固体可生成1mol氯化银沉淀，则这种浅绿色固体的配体个数比（Cl-：H2O）为_____________。

II.砷化镓为第三代半导体材料，晶胞结构如图所示：

（3）砷化镓可由(CH3)3Ga和AsH3在700℃下反应制得，反应的化学方程式为__________。

（4）AsH3分子的立体构型为__________，其中As原子的杂化方式是______。1个(CH3)3Ga分子中含有_________个σ键，砷的第一电离能_______（填“>”或“<”）镓的第一电离能。

（5）砷化镓晶休中砷和镓的最近原子核间距为a nm，砷化镓的摩尔质量为bg·mol-1，阿伏加德罗常数值为NA，则砷化镓晶体的密度表达式是_____________g·cm-3。

Answer 1

【答案】 分子晶体 1：5 (CH3)2Ga+AsH33CH4+GaAs 三角锥形 sp3 12 >

【解析】试题分析：（1）Cr原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，其3d、4s电子为其价电子;根据相似相容原理分析；(2)浅绿色固体CrCl3·6H2O与足量硝酸银反应时，1mol固体可生成2mol氯化银沉淀，说明三个Cl-中只有一个作配位体，由于其配位数为6，所以还有5个水作配位体。Ⅱ.(3)根据元素守恒得方程式: (CH3)3Ga+AsH33CH4+GaAs。(4)镓的价电子对数为(5+3)÷2=4，镓原子的杂化方式是sp3杂化，镓原子有1个孤对电子。共价单键为σ键；同周期元素第一电离能从左到右增大；(5)在砷化镓晶胞中，含有Ga:8×1/8+6×1/2=4,含有As:4个，因此每个晶胞中含有4个GaAs。在砷化镓晶体中最近的砷和镓原子核间距为a cm，由于As处于与它相连的四个Ga构成的四面体的几何中心。距离最近且相等的As原子之间的距离为L.则;.最近的两个As在晶胞面对角线的1/2处。设该晶胞的长度是x cm ,则 ;解得x= 是则砷化镓晶体密度的表达式为:.整理可得

解析：（1）基态铬原子的价电子轨道表示式为Cr原子核外电子数为24，其3d、4s电子为其价电子，基态铬原子的价电子轨道表示式为; CCl4为非极性分子溶剂，根据相似相容原理可知CrO2Cl2的晶体类型是分子晶体；(2)浅绿色固体CrCl3·6H2O与足量硝酸银反应时，1mol固体可生成2mol氯化银沉淀，说明三个Cl-中只有一个作配位体，由于其配位数为6，所以还有5个水作配位体，则这种浅绿色固体的配体个数比（Cl-：H2O）为1：5；Ⅱ.(3)根据元素守恒得方程式: (CH3)3Ga+AsH33CH4+GaAs。(4) AsH3中镓的价电子对数为(5+3)÷2=4，镓原子的杂化方式是sp3杂化，镓原子有1个孤对电子，所以AsH3的空间构型为三角锥形。共价单键为σ键，1个(CH3)3Ga分子中含有12个σ键，同周期元素第一电离能从左到右增大，砷的第一电离能>镓的第一电离能。(5)根据以上分析，设该晶胞的长度是x cm ,则 ;解得x= 是则砷化镓晶体密度的表达式为:.整理可得