Question

2010年上海世博会场馆，大量的照明材料或屏幕都使用了发光二极管(LED)。目前市售LED品片，材质基本以GaAs(砷化镓)、AlGaInP(磷化铝镓铟)、InGaN(氮化铟镓)为主。已知镓是铝同族且在铝的下一周期的元素。砷化镓的晶胞结构如图。试回答：

(1)镓的基态原子的电子排布式是________。

(2)砷化镓晶胞中所包含的砷原子(白色球)个数为________，与同一个镓原子相连的砷原子构成的空间构型为________。

(3)N、P、As处于同一主族，其氢化物沸点由高到低的顺序是________。(用氢化物分子式表示)

(4)砷化镓可由(CH₃)₃Ga和AsH₃在700 ℃时制得。(CH₃)₃Ga中镓原子的杂化方式为________。

(5)比较二者的第一电离能：As________Ga(填“＜”、“＞”或“＝”)。

(6)下列说法正确的是________(填字母)。

A．砷化镓晶胞结构与NaCl相同

B．GaP与GaAs互为等电子体

C．电负性：As＞Ga

D．砷化镓晶体中含有配位键

Answer 1

解析　(1)镓位于元素周期表中第四周期第ⅢA族，故其核外电子排布式为[Ar]3d¹⁰4s²4p¹。(2)根据“均摊法”：白色球个数为＋＝4。由晶胞图可知与同一个镓原子相连的砷原子构成的空间构型为正四面体。(3)由于NH₃分子间存在氢键，所以NH₃的沸点最高，由于AsH₃的相对分子质量大于PH₃，故AsH₃的沸点高于PH₃。(4)由于Ga原子周围只有3对成键电子对，故其杂化方法为sp²。

答案　(1)1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p¹(或[Ar]3d¹⁰4s²4p¹)

(2)4　正四面体

(3)NH₃＞AsH₃＞PH₃

(4)sp²　(5)＞　(6)BCD