综合题15.0分
化学

【化学——选修3 物质结构与性质】

砷化稼(GaAs)是优良的半导体材料,可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题:

39.基态Ga原子的核外电子排布式为[Ar]_______________。

40.根据元素周期律,元素的电负性Ga______(填“大于”或“小于”, 下同)As,第一电离能B ____ Ga;BF3和NH3的分子能够通过配位键相结合的原因是_______。

41.杀虫剂Na3AsO4中阴离子的空间构型为______,As原子采取________杂化。

42.组成相似的GaF3和GaCl3晶体,前者属于离子晶体,后者属于分子晶体。从F-和Cl-结构的不同分析其原因是

43.原子晶体GaAs的晶胞参数a=xpm,它的晶胞结构如下图所示。该晶胞内部存在的共价健数为______;A原子距离B原子所在六面体的侧面的最短距离为______ (用x表示)pm ;该晶胞的密度为_____g·cm-3。(阿伏伽德罗常数用NA表示)。

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

3d104s24p1

解析

Ga的原子序数是31,则基态Ga原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1,即[Ar]3d104s24p1

故答案为:3d104s24p1

考查方向

核外电子排布

解题思路

根据Ga的原子序数是31,写出基态Ga原子的核外电子排布式。

易错点

考查核外电子排布,难度较小。

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

小于   大于   NH3的N具有孤对电子,BF3中的B核外具有空轨道

解析

根据元素周期律,同周期元素,核电荷数越大,元素的电负性增大,元素的电负性Ga小于As;同主族元素,核外电子层数越多,越容易失去电子,第一电离能越小,第一电离能B大于Ga;NH3的N具有孤对电子,BF3中的B核外具有空轨道,因此BF3和NH3的分子能够通过配位键相结合。

故答案为:小于   大于   NH3的N具有孤对电子,BF3中的B核外具有空轨道

考查方向

本题考查了学生综合运用所学化学知识解决相关化学问题的能力。只有掌握这些,才可以更好的解决物质结构的问题。

解题思路

根据元素周期律,同周期元素,核电荷数越大,元素的电负性增大;同主族元素,核外电子层数越多,越容易失去电子,第一电离能越小;NH3的N具有孤对电子,BF3中的B核外具有空轨道,因此BF3和NH3的分子能够通过配位键相结合。

易错点

NH3的N具有孤对电子,BF3中的B核外具有空轨道p轨道,因此BF3和NH3的分子能够通过配位键相结合,是本题的易错点。

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

正四面体   sp3

解析

AsO43-的价层电子对数=(5+3)=4,且不含孤电子对,所以其空间构型是正四面体,所以As原子采取sp3杂化,

故答案为:正四面体形;sp3

考查方向

砷及其化合物的结构

解题思路

空间构型为正四面体,说明该分子中心原子的价层电子对是4,且不含孤电子对,价层电子对=σ 键电子对+中心原子上的孤电子对;分子或离子中,原子含有4个价层电子对存在sp3杂化;

易错点

本题考查了砷及其化合物的结构,掌握周期表的结构应用、原子结构的分析判断,题目难度中等。

第4小题正确答案及相关解析

正确答案

Cl-的电子层数比F-的多,原子半径比F-的大

解析

氟的原子半径小,电负性很强,吸电子能力很强,容易形成氟离子,所以,三氟化镓离子晶体三氯化镓中氯的原子半径大,电负性要弱的多,所以后者成的是共价键,后者属于分子晶体。

故答案为:Cl-的电子层数比F-的多,原子半径比F-的大

考查方向

元素周期律

解题思路

氟的原子半径小,电负性很强,吸电子能力很强,容易形成氟离子。

易错点

掌握根据元素周期律判断元素的化学性质是本题解题的关键。

第5小题正确答案及相关解析

正确答案

16    0.25x   

解析

原子晶体GaAs的晶胞参数a=xpm,它的晶胞结构如图所示。该晶胞内部每个Ga原子成4个共价键,共存在的共价健数为4×4=16;A原子存在于体对角线上,在对角线处,距离B原子所在六面体的侧面的最短距离为 0.25x pm ;该晶胞的体积为x3×10-30cm3,该晶胞的质量为 ,密度为g·cm-3

故答案为:16    0.25x   

考查方向

晶胞的计算

解题思路

原子晶体GaAs的晶胞参数a=xpm,该晶胞内部每个Ga原子成4个共价键,共存在的共价健数为4×4=16;A原子存在于体对角线上,在对角线处,距离B原子所在六面体的侧面的最短距离为 0.25x pm ;该晶胞的体积为x3×10-30cm3,进而计算出晶体的密度。

易错点

本题考查了晶胞的计算,难度较大。