Question

17．砷化镓（GaAs）是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等．回答下列问题：
（1）写出基态As原子的核外电子排布式[Ar]3d¹⁰4s²4p³．
（2）根据元素周期律，原子半径Ga大于As，第一电离能Ga小于As．（填“大于”或“小于”）
（3）AsCl₃分子的立体构型为三角锥形，其中As的杂化轨道类型为sp³．
（4）GaF₃的熔点高于1000℃，GaCl₃的熔点为77.9℃，其原因是GaF₃为离子晶体，GaCl₃为分子晶体．
（5）GaAs的熔点为1238℃，密度为ρg•cm^-3，其晶胞结构如图所示．该晶体的类型为原子晶体，Ga与As以共价键键合．

Answer 1

分析 （1）As原子核外有33个电子，根据构造原理书写As原子核外电子排布式；
（2）同一周期元素，原子半径随着原子序数增大而减小，元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素；
（3）AsCl₃分子中As原子价层电子对个数=3+$\frac{5-3×1}{2}$=4且含有一个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断该分子的立体构型及As原子杂化方式；
（4）离子晶体熔沸点较高、分子晶体熔沸点较低；
（5）该物质熔沸点较高，且原子之间以共价键结合形成空间网状结构，原子晶体具有该物质特点．

解答 解：（1）As原子核外有33个电子，根据构造原理书写As原子核外电子排布式为[Ar]3d¹⁰4s²4p³，故答案为：[Ar]3d¹⁰4s²4p³；
（2）同一周期元素，原子半径随着原子序数增大而减小，元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，Ga位于第IIIA族、As位于第VA族，且二者位于同一周期，所以原子半径Ga＞As，第一电离能Ga＜As，
故答案为：大于；小于；
（3）AsCl₃分子中As原子价层电子对个数=3+$\frac{5-3×1}{2}$=4且含有一个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断该分子的立体构型为三角锥形，As原子杂化方式为sp³，
故答案为：三角锥形；sp³；
（4）离子晶体熔沸点较高、分子晶体熔沸点较低，GaF₃为离子晶体，GaCl₃为分子晶体，所以前者沸点高于后者，故答案为：GaF₃为离子晶体，GaCl₃为分子晶体；
（5）该物质熔沸点较高，且原子之间以共价键结合形成空间网状结构，原子晶体具有该物质特点，所以该物质是原子晶体，Ga和As以共价键结合，
故答案为：原子晶体；共价．

点评 本题考查物质结构和性质，为高频考点，涉及原子杂化方式判断、微粒空间构型判断、晶体类型判断、元素周期律等知识点，综合性较强，侧重考查学生判断及知识综合应用能力，易错点是孤电子对公式的计算方法，题目难度不大．