[题目]杂志于2018年3月15日发布.中国留学生曹原用石墨烯实现了常温超导.这一发现将在很多领域发生颠覆性的革命.镓(Ga).硒(Se)的单质及某些化合物如砷化镓等都是常用的半导体材料.超导和半导体材料都广泛应用于航空航天测控.光纤通讯等领域.请回答下列与碳.砷.镓.硒有关的问题.(1)基态硒原子的核外价层电子排布式为 .与硒同周期的p区元素中第一电离能� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】《自然》杂志于2018年3月15日发布，中国留学生曹原用石墨烯实现了常温超导。这一发现将在很多领域发生颠覆性的革命。镓(Ga)、硒(Se)的单质及某些化合物如砷化镓等都是常用的半导体材料，超导和半导体材料都广泛应用于航空航天测控、光纤通讯等领域。请回答下列与碳、砷、镓、硒有关的问题。

(1)基态硒原子的核外价层电子排布式为___，与硒同周期的p区元素中第一电离能大于硒的元素有___种，SeO3的空间构型是___。

(2)化合物[EMIM][AlCl4]具有很高的应用价值，EMIM+结构如图所示。

①EMIM+离子中各元素电负性由大到小的顺序是___。

②EMIM+离子中碳原子的杂化轨道类型为___。

③大π键可用符号π表示，其中m、n分别代表参与形成大π键的原子数和电子数，则EMIM+离子中的大π键应表示___。

(3)石墨烯中部分碳原子被氧化后，转化为氧化石墨烯如图所示，转化后1号C原子与相邻C原子间键能变小，原因是___。

(4)GaAs为原子晶体，密度为ρgcm-3，其晶胞结构如图所示，Ga和As的原子半径分别为apm和bpm，GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为A，则阿伏加德罗常数的值为NA=___。(用字母表示)

【答案】4s24p4 3 平面三角形 N＞C＞H sp2、sp3 π 1号C连接的O原子吸引电子能力较强，导致与1号C原子相邻C原子对电子的吸引力减小，所以1号C与相邻C原子间键能的变化是变小(或石墨烯转化为氧化石墨烯后，1号C原子与相邻C原子间的大π键氧化破坏变成了单键，故键能变小)

【解析】

(1)硒元素为34号元素，原子核外价层电子排布式为4s24p4；同周期p区元素自左至右第一电离能呈增大趋势，但由于砷元素最外层半满，所以第一电离能大于硒，则与硒同周期的p区元素中第一电离能大于硒的有砷、溴、氪共3种；SeO3的中心原子的价层电子对数为=3，不含孤电子对，所以空间构型为平面三角形；

(2)①非金属性越强电负性越大，所以电负性N>C>H；

②EMIM+离子中甲基上碳原子的杂化方式为sp3杂化，大π键上碳原子杂化方式为sp2杂化；

③根据EMIM+离子的结构可知有3个碳原子和2个氮原子参与形成大π键，其中每个C原子最外层4个电子中有3个形成单键，1个参与形成大π键，每个N原子最外层5个电子中有3个参与形成单键，2个形成大π键，整体带一个单位正电荷，所以参与形成大π键的电子数为3×1+2×2-1=6，所以EMIM+离子中的大π键可以表示为π；

(3)1号C连接的O原子吸引电子能力较强，导致与1号C原子相邻C原子对电子的吸引力减小，所以1号C与相邻C原子间键能的变化是变小(或石墨烯转化为氧化石墨烯后，1号C原子与相邻C原子间的大π键氧化破坏变成了单键，故键能变小)；

(4)该晶胞中Ga原子的个数为4，晶体的化学式为GaAs，所以晶胞中As原子的个数为4，晶胞的质量为；两种原子的总体积为pm3，空间利用率为A，则晶胞的体积为pm3=cm3，所以ρ=，解得NA=。

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