Question

【题目】Ga、As、Al、C的相关化合物在化工和医学领域有着广泛的应用。回答下列问题：

（1）写出基态Ga原子的核外电子排布式：_________，有_____个未成对电子。

（2）合金砷化镓在现代工业中被广泛应用，Ga、As电负性由大到小排序为______________。

（3）1个丙二烯分子中σ键总数为___个，C原子的杂化方式为______。分子中的大π键可以用符号пmn表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数（如苯分子中的大π键可表示为п66），则丙二烯中的大π键应表示为____________。

（4）氮化镓是第三代半导体材料，其晶体结构和单晶硅相似，晶胞结构如图所示：

①原子坐标参数是表示晶胞内部各原子的相对位置，其中原子坐标参数A为(0, 0, 0)；B为(1/2,1/2,0)；C为(1,0,1)。则D原子的坐标参数为_________________。

②已知氮化镓晶胞的边长为a nm，其密度为d g/cm3，则阿伏加德罗常数NA =____(用a、d表示)

Answer 1

【答案】 [Ar] 3d104s24p1 1 As>Ga 6 sp2 sp п43 (3/4,3/4,3/4) 336/a3d×1021

【解析】（1）Ga为31号元素，根据电子构造原理可知其电子排布式为[Ar]3d104s24p1，4p1轨道上有一个未成对的电子。

（2）Ga、As位于同一周期，As最外层电子数大于Ga，所以As的非金属性大于Ga，即电负性As>Ga。

（3）丙二烯的结构简式为CH2=C=CH2，单键为σ，碳碳双键中有一个σ键，所以总共的σ键个数为6个；该分子中有两种碳原子，CH2的碳上含有3个σ键，所以为sp2杂化，中间碳含有2个σ键，所以为sp杂化；丙二烯中参与形成大π键的原子个数为3个，CH2=C=CH2含有2个普通π键，形成一个π键的每一个碳原子提供一个单电子，所以每形成1个π键碳原子提供两个电子，2个π键则提供4个电子，所以丙烯的大π键可以表示为п43。

（4）①氮化镓结构和单晶硅相似，所以处于晶包内部的4个原子的任意一个在平面里的投影恰好落在平面的对角线的1/4处，所以D的原子坐标为(3/4,3/4,3/4) 。②晶胞中实际含有的氮化镓为4个，其质量为4*84g/NA，晶包的体积为(a×10-7)3，所以有(a×10-7)3×d=4*84g/NA，解得NA=336/a3d×1021。