题目内容

【题目】镍与第VA族元素形成的化合物是重要的半导体材料,其中应用最广泛的是砷化镓(GaAs)。回答下列问题:

(1)基态N原子的核外电子排布式为___________,基态Ga原子核外有___________个未成对电子。

(2)镓失去电子的逐级电离能(单位:kJ·mol1)的数值依次为577198529626192,由此可推知镓的主要化合价为___________+3。砷的电负性比镓___________(”)

(3)二水合草酸镓的结构如图所示,其中镓原子的配位数为___________

(4)砷化镓可由(CH3)3GaAsH3700℃时制得。(CH3)3Ga中镓原子的杂化方式为___________

(5)GaAs为原子晶体,密度为ρg·cm3,其晶胞结构如图所示。GaAs___________键键合。GaAs的原子半径分别为apmbpm,设阿伏加德罗常数的值为NA,则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为___________(列出计算式,可不化简)

【答案】1s22s22p3 1 +1 4 sp2 共价 ×100%

【解析】

(1)根据NGa的原子序数,结合原子构造原理分析解答;

(2)根据电离能差值分析元素的化合价,电离能差值过大说明失去该电子较困难,同周期元素随着原子序数增大,电负性增强,同主族元素随着原子序数增大,电负性增强;根据同一周期元素的电负性变化规律分析比较;

(3)一个Ga4O相连,据此判断配位数;

(4)利用价层电子对互斥模型判断原子杂化方式;

(5)GaAs为原子晶体,原子间以共价键结合;利用均摊法计算一个晶胞中含有的AsGa原子数,通过计算晶胞体积、晶胞中AsGa的总体积就可计算出原子的体积占晶胞体积的百分率。

(1)N7号元素,核外电子排布式是1s22s22p3Ga31号元素,位于第四周期第IIIA,核外电子排布式是[Ar]3d104s24p1,应用一个轨道最多可容纳2个自旋方向相反的电子,所以在3d4s轨道上电子成对,只有4p电子是成单电子,故Ga原子核外有1个未成对电子;

(2)根据Ga失去电子的逐级电离能数值,第一电离能和第二电离能差值较大,且第三电离能和第四电离能数值差别较大,说明失去第二个电子和失去第四个电子较困难,所以呈现的价态是+1+3GaAs是同一周期的元素,一般情况下,同一周期的元素,原子序数越大,元素的非金属性越强,其电负性越大,所有电负性As>Ga

(3)一个Ga4O相连,所以Ga的配位数为4

(4) (CH3)3GaGa形成3δ键,没有孤电子对,所有Ga原子的杂化方式为sp2杂化;

(5) GaAs为原子晶体,原子间以共价键结合;利用均摊法计算一个晶胞中含有的AsGa原子数,As+6×=4Ga4×1=4,即一个晶胞中含有4GaAs;由于晶胞的密度为ρg·cm3,晶胞的质量m=g,所以晶胞的体积V=cm34Ga原子的体积为V(Ga)=cm34As原子的体积为V(As)=cm3;所以GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为×100%=×100%

练习册系列答案
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【题目】MoS2(辉钼矿的主要成分)可用于制取钼的化合物润滑添加剂氢化反应和异构化反应的催化剂等。回答下列问题:

(1)反应3MoS2+18HNO3+12HCl=3H2[MoO2Cl4]+18NO↑+6H2SO4+6H2O中,每溶解1mol MoS2,转移电子的物质的量为___________

(2)已知:MoS2(s)= Mo(s)+S2(g) H1

S2(g)+2O2(g)=2SO2(g) H2

2MoS(s)+7O2(g)=2MoO3 (s)+4SO2(g) H3

反应2Mo(s)+3O2(g)=2MoO3(s)的△H=___________(用含△H1、△H2、△H3的代数式表示)

(3)利用电解法可浸取辉钼矿得到Na2MoO4Na2SO4溶液(装置如图所示)

①阴极的电极反应式为______________________

②一段时间后,电解液的pH___________ (增大”“减小不变”)MoO42-在电极___________(“A”“B”)附近生成。

③实际生产中,惰性电极A一般不选用石墨,而采用DSA惰性阳极(基层为TiO2,涂层为RuO2+IrO2),理由是_______________________

(4)用辉钼矿冶炼Mo的反应为

MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s) H

①该反应的△H___________(“>”“<”)0p1p2p3按从小到大的顺序为___________

②在某恒容密闭容器中加入0.1 mol MoS20.2mol Na2CO30.4mol H2,一定温度下发生上述反应,下列叙述说明反应已达到平衡状态的是____________ (填标号)

a.v(H2)=v(CO)

b.气体的密度不再随时间变化

c.气体的压强不再随时间变化

d单位时间内断裂HH键与断裂HO键的数目相等

③在2L的恒温恒容密闭容器中加入0.1 mol MoS20.2 mol Na2CO30.4molH2,在1100K时发生反应,达到平衡时恰好处于图中A点,则此温度下该反应的平衡常数为___________

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