Question

镓(Ga)、锗(Ge)、砷(As)、硒(Se)均为第四周期的元素，它们在高科技尖端科学特别是信息领域有着广泛的用途。试回答下列问题：

（1）基态锗原子的价电子排布式为_________________________________。

（2）沸点:NH3________AsH3(填“＞”、“＜”或“＝”，原因是_____________________。

（3）某砷的氧化物俗称“砒霜”，其分子结构如图所示，该化合物的分子式为_______,As原子采取__________杂化。

（4）H2SeO4和H2SeO3是硒的两种含氧酸，请根据结构与性质的关系，解释H2SeO4比H2SeO3酸性强的原因________________________。

（5）砷化镓可由(CH3)2Ga和AsH3在700℃下反应制得，反应的方程式为_________________；砷化镓的晶胞结构如下图所示，其晶胞边长为a pm，则每立方厘米该晶体中所含砷元素的质量为____________g(用NA表示阿伏加德罗常数的值）。

 

 

Answer 1

【答案】

（1）4s24p2（1分）

（2）＞（1分，写“大于”不得分）? NH3分子间存在氢键，所以NH3沸点高于AsH3 (2分，只要指明NH3分子间存在氢键即可)

（3）As4O6（1分）??? sp3（1分）

（4）H2SeO4和H3SeO3可表示为(HO)2SeO2和(HO)3Se，H2SeO3中的Se为+4价，而H2SeO4中的Se为+6价，导致Se-O-H中的O的电子更向Se偏移，越易电离出H+(2分，合理答案即可)

（5）(CH3)3Ga + AsH3GaAs + 3CH4（2分，不写反应条件不扣分，化学式写错、不配平不得分）； (2分，合理答案即可)

【解析】

试题分析：（1）锗是第四周期第ⅣA族元素，原子序数是32，所以依据核外电子排布规律可知，基态锗原子的价电子排布式为4s24p2；

（2）由于氮元素的非金属性强，因此NH3分子间存在氢键，所以NH3沸点高于AsH3沸点；

（3）根据分子结构可知，分子内含有6个氧原子，4个砷原子，化学式为As4O6。由于每个As原子形成3个共价键，又因为中心原子还有1对孤对电子，所以采用的是sp3杂化；

（4）由于H2SeO4和H3SeO3可表示为(HO)2SeO2和(HO)3Se，H2SeO3中的Se为+4价，而H2SeO4中的Se为+6价，导致Se-O-H中的O的电子更向Se偏移，越易电离出H+，所以H2SeO4比H2SeO3酸性强；

（5）砷化镓可由(CH3)2Ga和AsH3在700℃下反应制得，则根据原子守恒可知，另外一种生成物是甲烷，则该反应的方程式为(CH3)3Ga + AsH3GaAs + 3CH4；根据晶胞结构可知GaAs晶体中，每个As与4个Ga相连，且As原子全部在晶胞里面，共计是4个。晶胞边长为a pm，所以晶胞的体积

是a3pm3，所以每立方厘米含该晶胞的个数是，因此含有的As原子个数是×4，物质的量是mol，所以As元素的质量是mol×75g/mol＝g。

考点：考查核外电子排布、氢键、杂化轨道、含氧酸酸性比较、晶胞结构判断与计算