题目内容
铟、镓与氮、磷、硫、砷等元素形成的化合物是制备LED晶片的主要原料，材质基本以AlGaInP（磷化铝镓铟）、InGaN（氮化铟镓）为主．（1）镓的基态原子的电子排布式是
（2）N、P、S三种元素的第一电离能的大小顺序是
（3）N、P、As处于同一主族，其氢化物中NH3的沸点却最高，主要原因是
（4）与NO3-离子互为等电子体的分子为
（5）GaN、GaP、GaAs等是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与单晶硅相似．GaN的晶胞结构如图所示，其中与同一个Ga原子（黑色球）相连的N原子构成的空间构型为
分析：（1）镓的原子序数为31，根据能量最低原理和洪特规则书写电子排布式；
（2）同一周期中，元素的第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第ⅤA族元素第一电离能大于相邻元素；同主族，从上到下，元素的第一电离逐渐减小；
（3）在氨气分子中，存在氢键；
（4）等电子体是指具有相同价电子总数和原子总数的分子或离子；
（5）与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间构型为与晶硅中Si的结构相似；根据价层电子对互斥理论来分析解答，3个σ键且不含孤电子对采用sp2杂化，含有4个σ键且不含孤电子对采用sp3杂化．
（2）同一周期中，元素的第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第ⅤA族元素第一电离能大于相邻元素；同主族，从上到下，元素的第一电离逐渐减小；
（3）在氨气分子中，存在氢键；
（4）等电子体是指具有相同价电子总数和原子总数的分子或离子；
（5）与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间构型为与晶硅中Si的结构相似；根据价层电子对互斥理论来分析解答，3个σ键且不含孤电子对采用sp2杂化，含有4个σ键且不含孤电子对采用sp3杂化．
解答：解：（1）镓位于周期表中第四周期第IIIA，故其核外电子排布式为1s22s22p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1，
故答案为：ls22s22p63s23p63d104s24p1（或[Ar]3d104s24p1）；
（2）同一周期中，元素的第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第ⅤA族元素第一电离能大于相邻元素，所以P、S两种元素的第一电离能：P＞S；同主族，从上到下，元素的第一电离逐渐减小，所以N、P两种元素的第一电离能：N＞P，所以N、P、S三种元素的第一电离能的大小顺序是：N＞P＞S，
故答案为：N＞P＞S；
（3）在氨气分子中，存在氢键，所以导致沸点高于同主族的其他氢化物，故答案为：氨气分子间有氢键；
（4）NO3-中有4个原子，5+6×3+1=24个价电子，SO3中有4个原子，6+6×3=24个价电子，与NO3-是等电子体，故答案为：SO3；
（5）GaN晶体结构与单晶硅相似，GaN属于原子晶体，每个Ga原子与4个N原子相连，与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间构型为正四面体；
根据GaN的晶胞结构如图所示，可知N原子含有4个σ键且不含孤电子对，所以采用sp3杂化，
故答案为：正四面体；sp3．
故答案为：ls22s22p63s23p63d104s24p1（或[Ar]3d104s24p1）；
（2）同一周期中，元素的第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第ⅤA族元素第一电离能大于相邻元素，所以P、S两种元素的第一电离能：P＞S；同主族，从上到下，元素的第一电离逐渐减小，所以N、P两种元素的第一电离能：N＞P，所以N、P、S三种元素的第一电离能的大小顺序是：N＞P＞S，
故答案为：N＞P＞S；
（3）在氨气分子中，存在氢键，所以导致沸点高于同主族的其他氢化物，故答案为：氨气分子间有氢键；
（4）NO3-中有4个原子，5+6×3+1=24个价电子，SO3中有4个原子，6+6×3=24个价电子，与NO3-是等电子体，故答案为：SO3；
（5）GaN晶体结构与单晶硅相似，GaN属于原子晶体，每个Ga原子与4个N原子相连，与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间构型为正四面体；
根据GaN的晶胞结构如图所示，可知N原子含有4个σ键且不含孤电子对，所以采用sp3杂化，
故答案为：正四面体；sp3．
点评：本题考查了原子的杂化方式、核外电子排布式的书写、物质熔沸点的判断等知识点，其中电子排布式、原子的杂化方式是高考的热点，是学习的重点．
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