Question

2010年上海世博会场馆，大量的照明材料或屏幕都使用了发光二极管（LED）。目前市售LED品片，材质基本以GaAs（砷化镓）、AlGaInP（磷化铝镓铟）、lnGaN（氮化铟镓）为主。已知镓是铝同族下一周期的元素。砷化镓的晶胞结构如下图。试回答：

⑴镓的基态原子的电子排布式是                  。

⑵砷化镓晶胞中所包含的砷原子（白色球）个数为            ，与同一个镓原子相连的砷原子构成的空间构型为               。

⑶N、P、As处于同一主族，其氢化物沸点由高到低的顺序是         。 （用氢化物分子式表示）

⑷砷化镓可由(CH₃)₃Ga和AsH₃在700℃时制得。(CH₃)₃Ga中镓原子的杂化方式为            。

⑸比较二者的第一电离能：As______Ga（填“<”、“>”或“=”）。

⑹下列说法正确的是              （填字母）。

    A．砷化镓晶胞结构与NaCl相同        B．GaP与GaAs互为等电子体

    C．电负性：As>Ga           D．砷化镓晶体中含有配位键

Answer 1

（15分）⑴l s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p¹（或[Ar]3d¹⁰4s²4p¹）（2分）

  ⑵4（2分）正四面体（2分）   ⑶NH₃>AsH₃>PH₃  （2分）   

⑷sp²（2分）   ⑸>（2分）   ⑹BCD（3分）

解析:

⑴镓位于周期表中第四周期第IIIA，故其核外电子排布式为[Ar]3d¹⁰4s²4p¹。⑵根据“均摊法”：白色球个数为(6/2)+(8/8)=4。由晶胞图可知与同一个镓原子相连的砷原子构成的空间构型为正四面体。⑶由于NH₃分子间存在氢键，所以NH₃的沸点最高，由于AsH₃的相对分子质量大于PH₃，故AsH₃的沸点高于PH₃。⑷由于Ga原子周围只有3对成键电子对，故其杂化方法为sp²。⑸As和Ga处于同一周期，而处于VA的As外围电子处于半满的较稳定结构，故As的第一电离能大于Ga。⑹由题中晶胞图可知A显然是错误的。根据等电子体的概念可知选项B正确。根据电负性的概念可知选项C正确。由于Ga原子最外层只有3个电子，而每个Ga原子与4个As原子成键，因此其中一个共价键必为配位键，D正确。