Question

【题目】氮族元素和硼族元素在生产生活中有很重要的地位．
（1）写出硼族元素Ga的基态原子核外电子排布式
（2）NF3的分子构型为 ， NO3﹣的空间构型为 ， 1mol NO3﹣中含有的σ键的数目为： ．
（3）氮化硼的立方结晶的变体被认为是已知的最硬的物质．BN的晶体结构与金刚石相似，其中B原子的杂化方式为
（4）元素第一电离能的大小：As（填“＜”“＞”或“=”）Ga，原因是 ．
（5）相同条件下，在水中的溶解度：NH3（填“＜”“＞”或“=”）PH3 ， 原因是 ．
（6）已知立方砷化镓晶胞的结构如图所示，其晶胞边长为c pm．则砷化镓的化学式为 ， 晶胞中As原子和它最近的Ga原子之间的距离为pm（用含c的式子表示），砷化镓的密度为gcm﹣3（设NA为阿伏伽德罗常数的值，用含c、NA的式子表示，原子量：Ga﹣70，As﹣75）．

Answer 1

【答案】
（1）1s22s22p63s23p63d104s24p1
（2）三角锥形；平面三角形；3NA
（3）sp3
（4）＞；As与Ga位于同一周期，分别为ⅤA与ⅢA族，As的p轨道处于半充满的稳定状态，故第一电离能：As＞Ga
（5）＞；NH3分子与水分子之间能够形成氢键
（6）GaAs；；
【解析】解：（1）Ga元素原子核外电子数为31，核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s24p1 ， 所以答案是：1s22s22p63s23p63d104s24p1；（2）NF3中N原子孤电子对数= =1，价层电子对数=3+1=4，为三角锥形；NO3﹣中N原子孤电子对数= =0，价层电子对数=3+0=3，为平面三角形，1mol NO3﹣中含有3mol σ键，即含有3NA个σ键，
所以答案是：三角锥形；平面三角形；3NA；（3）BN的晶体结构与金刚石相似，B原子与N原子之间形成4个B﹣N（其中1个为配位键），杂化轨道数目为4，故B原子采取杂化，
所以答案是：sp3；（4）As与Ga位于同一周期，分别为ⅤA与ⅢA族，As的p轨道处于半充满的稳定状态，故第一电离能：As＞Ga，
所以答案是：＞；As与Ga位于同一周期，分别为ⅤA与ⅢA族，As的p轨道处于半充满的稳定状态，故第一电离能：As＞Ga；（5）NH3分子与水分子之间能够形成氢键，在水中的溶解度：NH3＞PH3 ，
所以答案是：＞；NH3分子与水分子之间能够形成氢键；（6）晶胞中含有Ga原子数为8× +6× =4，As原子数目为4，故化学式为GaAs，
As原子与周围的4个Ga原子形成正四面体，As原子与晶胞顶点Ga原子连线处于晶胞题对角线上，且Ga原子与As原子之间的距离为晶胞体对角线长度的 倍，所以晶胞的体对角线为晶胞棱长的 倍，则Ga原子与As原子之间的距离为 pm，
晶胞质量为4× g，则晶胞密度为4× g÷（c×10﹣10 cm）3= gcm﹣3 ，
所以答案是：GaAs； ； ．