Question

Ⅰ．砷化镓为第三代半导体，以其为材料制造的灯泡寿命长、耗能少．已知砷化镓的晶胞结构如图1所示．请回答下列问题：
（1）下列说法正确的是

 

（填序号）．
A．砷化镓晶胞结构与NaCl相同B．第一电离能As＞GaC．电负性As＞GaD．原子半径As＞Ga
（2）砷化镓可由（CH₃）₃Ga和AsH₃在700℃下反应制得，反应的化学方程式为

 

．
（3）AsH₃空间形状为

 

；已知（CH₃）₃Ga为非极性分子，则其中嫁原子的杂化方式为

 

．
Ⅱ．金属铜的导电性仅次于银，局金属中的第二位，大量用于电气工业．
（4）请解释金属铜能导电的原因

 

；Cu²⁺的核外电子排布式为

 

．
（5）在硫酸铜溶液中通入过量的氨气，小心蒸发，最终得到深蓝色的[Cu（NH₃）₄]SO₄晶体，晶体中含有的化学键除普通共价键外，还有

 

和

 

．
（6）NiO晶体结构与NaCl晶体类似，其晶胞的棱长为acm，则该晶胞中距离最近的两个阳离子核间的距离为

 

cm（用含a的代数式表示）．在一定温度下NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层“（如图2），可以认为氧离子做致密单层排列，镍离子填充其中，列式并计算每平方米面积上分散的该晶体的质量为

 

g（氧离子的半径为1.40×10-¹⁰m）．

Answer 1

考点：晶胞的计算

专题：化学键与晶体结构

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．同周期自左而右原子半径减小；
（2）砷化镓可由（CH₃）₃Ga和AsH₃在700℃下反应制得，根据原子守恒可知还生成CH₄；
（3）根据中心原子成键与含有孤电子对数判断分子的空间构型可杂化方式；
（4）根据金属晶体的构成微粒分析解答；根据能量最低原理书写电子排布式；
（5）[Cu（NH₃）₄]SO₄晶体属于配合物，配离子与硫酸根之间形成离子键、铜离子与氨气分子之间形成配位键，氨气分子、硫酸根离子中存在普通共价键．
（6）根据氯化钠的结构知，氧离子和相邻的镍离子之间的距离为

1

2

a，距离最近的两个阳离子核间的距离是距离最近的氧离子和镍离子距离的

2

倍，根据图片知，每个氧化镍所占的面积=1.40×10^-10m×1.40×10^-10m×sin60°，每个氧化镍的质量=

74.7

NA

g，每个氧化镍的质量乘以每平方米含有的氧化镍个数就是每平方米含有的氧化镍质量．

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．同周期自左而右原子半径减小，故原子半径As＜Ga，故D错误，
故答案为：BC；
（2）反应为（CH₃）₃Ga和AsH₃，生成为GaAs，根据原子守恒可知还应有和CH₄，反应的化学方程式为（CH₃）₃Ga+AsH₃

700℃  .

GaAs+3CH₄，
故答案为：（CH₃）₃Ga+AsH₃

700℃  .

GaAs+3CH₄；
（3）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：三角锥型；sp²；
（4）铜为金属晶体，由铜离子与自由电子构成，自由电子在外加电场的作用下可以发生定向移动，故可以导电，Cu²⁺的核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹，
故答案为：铜为金属晶体，由铜离子与自由电子构成，自由电子在外加电场的作用下可以发生定向移动；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹；
（5）[Cu（NH₃）₄]SO₄晶体属于配合物，配离子与硫酸根之间形成离子键、铜离子与氨气分子之间形成配位键，）[Cu（NH₃）₄]SO₄晶体属于配合物，氨气分子、硫酸根离子中存在普通共价键，四氨合铜络离子与硫酸根之间形成离子键、铜离子与氨气分子之间形成配位键，
故答案为：离子键；配位键；
（6）根据氯化钠的结构知，氧离子和相邻的镍离子之间的距离为

1

2

a，距离最近的两个阳离子核间的距离是距离最近的氧离子和镍离子距离的

2

倍，所以其距离是

2

2

acm；
根据图片知，每个氧化镍所占的面积=

4×1.40×10-10m×8×1.40×10-10m×sin60°

8

，则每平方米含有的氧化镍个数=

1

4×1.4×10-10×1.4×10-10Sin60°

，每个氧化镍的质量=

74.7

NA

g，所以每平方米含有的氧化镍质量=

74.7

NA

g×

1

4×1.4×10-10×1.4×10-10Sin60°

=

74.7

6.02×1023×4×1.4×10-10×1.4×10-10× 3 2

=1.83×10^-3，
故答案为：

2

2

a；

74.7

6.02×1023×4×1.4×10-10×1.4×10-10× 3 2

=1.83×10^-3．

点评：本题考查学生对物质结构与性质模块的掌握情况，重点考查结构知识，涉及电离能、电负性、原子半径、空间结构、杂化轨道、化学式、金属晶体电子气理论，考查知识全面、覆盖广，难度适中，可以衡量学生对该模块主干知识的掌握情况．