Question

【题目】ⅢA族的硼、铝、镓、铟、铊等元素在化合物中通常为+3价，这些化合物在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题。

（1）镓元素（Ga）的原子序数为__________，其外围电子排布式__________。

（2）由第二周期元素组成的与BCl3互为等电子体的阴离子为________。 硼元素具有缺电子性，因而硼酸（H3BO3）在水溶液中能与水反应生成[B(OH)4]—。不考虑空间构型，[B(OH)4]—中原子的成键方式用结构简式表示为______________。1 mol [B(OH)4]—中σ键的数目为________。

（3）GaF3的熔点高于1000℃，GaCl3的熔点为77.9℃，其原因______________。

（4）磷化铝熔点为2000℃，空间结构与金刚石相似，磷化铝晶胞结构如图所示。

①磷化铝晶体中磷与铝微粒间的作用力为__________。

②磷化铝晶体的密度为ρ g·cm-3，用NA表示阿伏加德罗常数的数值，则该晶胞中距离最近的两个铝原子之间的距离为__________cm。

Answer 1

【答案】31 4s24p1 CO32或NO3 8NA GaF3为离子晶体，GaCl3为分子晶体 (极性)共价键 ×

【解析】

(1)镓是31号元素，核外有31个电子，基态镓(Ga)原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1，外围电子排布式为4s24p1；

(2)等电子体原子个数相等、价电子数相等，由第二周期元素组成的与BCl3互为等电子体的阴离子为CO32或NO3；[B(OH)4]-中B原子与O原子之间形成4个共价键，其中1个为配位键，用结构简式表示为；1个[B(OH)4]-中含有4个氢氧键和4个硼氧键，则其中含有8个σ键，1mol[B(OH)4]-中含有σ键的数目为8NA；

(3)离子晶体熔沸点较高、分子晶体熔沸点较低，GaF3为离子晶体，GaCl3为分子晶体，所以前者沸点高于后者；

(4)①磷化铝晶体中磷与铝的电负性差小于1.8，形成的是共价键，且为极性的，因此磷化铝晶体中磷与铝微粒间的作用力为(极性)共价键；

②立方晶胞顶点粒子占，面粒子占，晶胞内部原子为整个晶胞所有，因此一个晶胞中含有Al的个数为8×+6×=4，含有P的个数为4，化学式为AlP。晶胞参数为acm，则一个晶胞的体积为V=a3cm3，因此晶胞的密度为ρ=g/cm3，则晶胞参数a=cm，根据立体几何知识，不难求出两个Al原子之间最短的距离为面对角线的一半，即为a=×cm。