Question

[化学--物质的结构与性质]
砷化镓属于第三代半导体，它能直接将电能转变为光能，砷化镓灯泡寿命是普通灯泡的100倍，而耗能只有其10%，推广砷化镓等发光二极管（LED）照明，是节能减排的有效举措，已知砷化镓的晶胞结构如图．试回答下列问题
（1）下列说法正确的是

BCDE

（选填序号）．
A．砷化镓晶胞结构与NaCl相同
B．第一电离能：As＞Ga
C．电负性：As＞Ga
D．砷和镓都属于p区元素
E．半导体GaP、SiC与砷化镓为等电子体
（2）砷化镓是将（CH₃）₃Ga和AsH₃用MOCVD方法制备得到，该反应在700℃进行，反应的方程式为：

（CH₃）₃Ga+AsH₃

700℃

GaAs+3CH₄

．
AsH₃空间形状为：

三角锥

（CH₃）₃Ga中镓原子杂化方式为：

sp²

．
（3）Ga的核外电子排布式为：

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p¹

．
（4）AsH₃沸点比NH₃低，其原因是：

NH₃分子间能形成氢键，而As电负性小，半径大，分子间不能形成氢键

．

Answer 1

分析：（1）A．对比GaAs与NaCl中阴阳离子在晶胞中的分布可判断晶胞结构是否一样；
B．同周期元素从左到右第一电离能逐渐增大；
C．同周期元素从左到右电负性逐渐增大；
D．根据砷和镓的价层电子特点判断；
E．等电子体的价层电子数相等；
（2）根据反应物、生成物结合反应条件可书写化学方程式；利用价层电子对互斥模型判断分子的空间构型可杂化方式；（3）根据能量最低原理书写电子排布式；
（4）从是否形成氢键的角度分析．

解答：解：（1）A．GaAs晶体中As分布于晶胞体心，Ga分布于顶点和面心，而NaCl中阴阳离子分别位于晶胞的顶点、面心以及棱和体心，二者结构不同，故A错误；
B．同周期元素从左到右第一电离能逐渐增大，则第一电离能：As＞Ga，故B正确；
C．同周期元素从左到右电负性逐渐增大，则电负性：As＞Ga，故C正确；
D．砷和镓的价层电子都为sp电子，位于周期表p区，故D正确；
E．GaP的价层电子为3+5=8，SiC的价层电子为4+4=8，GaAs价层电子数为3+5=8，则为等电子体，故E正确；
故答案为：BCDE；
（2）反应为（CH₃）₃Ga和AsH₃，生成为GaAs，根据质量守恒可知还应有和CH₄，反应的化学方程式为：（CH₃）₃Ga+AsH₃

700℃

GaAs+3CH₄，AsH₃中含有3个δ键和1个孤电子对，为三角锥形，（CH₃）₃Ga中Ga形成3个δ键，没有孤电子对，为sp²杂化，
故答案为：（CH₃）₃Ga+AsH₃

700℃

GaAs+3CH₄；三角锥；sp²；
（3）Ga的原子序数为31，核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p¹，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p¹；
（4）N原子半径较小，电负性较大，对应的NH₃分子间能形成氢键，沸点较高，而As电负性小，半径大，分子间不能形成氢键，沸点较低，
故答案为：NH₃分子间能形成氢键，而As电负性小，半径大，分子间不能形成氢键．

点评：本题考查较为综合，涉及元素周期律的递变规律、分子空间构型以及杂化类型的判断、电子排布式以及氢键等知识，题目难度较大，注意相关基础的把握和方法的积累．