Question

镓（Ga）、锗（Ge）、砷（As）、硒（Se）均为第四周期的元素，它们在高科技尖端科学特别是信息领域有着广泛的用途．试回答下列问题：
（1）基态锗原子的价电子排布式为

 

．
（2）沸点：NH₃

 

AsH₃（填“＞”、“＜”或“=”，原因是

 

．
（3）某砷的氧化物俗称“砒霜”，其分子结构如图甲所示，该化合物的分子式为

 

，As原子采取

 

杂化．
（4）H₂SeO₄和H₂SeO₃是硒的两种含氧酸，请根据结构与性质的关系，解释H₂SeO₄比H₂SeO₃酸性强的原因

 

．
（5）砷化镓可由（CH₃）₂Ga和AsH₃在700℃下反应制得，反应的方程式为

 

；砷化镓的晶胞结构如图乙所示，其晶胞边长为apm，则每立方厘米该晶体中所含砷元素的质量为

 

g（用N_A表示阿伏加德罗常数的值）．

Answer 1

考点：同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系,原子核外电子排布,晶胞的计算

专题：元素周期律与元素周期表专题,化学键与晶体结构

分析：（1）锗为32号元素，根据能量最低原理书写电子排布式；
（2）根据分子间能形成氢键的沸点高判断；
（3）根据图中原子形成的共价键数判断属于哪种元素，再根据原子数写化学式；根据δ键电子对数和对孤电子对数判断As的杂化方式；
（4）根据分子中化合价对电子偏向的影响分析；
（5）已知反应物和部分生成物根据原子守恒书写；先求出一个晶胞中砷元素的质量，再根据晶胞的体积求算．

解答： 解：（1）锗为32号元素，原子核外有32个电子，其核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p²；
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p²；
（2）N原子的非金属性较强，NH₃分子间能形成氢键沸点高，所以NH₃的沸点大于AsH₃的沸点；
故答案为：＞；NH₃分子间能形成氢键；
（3）氧原子能形成2个共价键，As形成3个共价键，由图可知分子中O原子数为6，As原子数为4，所以其化学式为As₄O₆；As最外层有5个电子，形成3个共价键即δ键电子对数为3，另外还有1个孤电子对，所以As的杂化方式为sp³；
故答案为：As₄O₆；sp³；
（4）H₂SeO₄和H₃SeO₃可表示为（HO）₂SeO₂和（HO）₃Se，H₂SeO₃中的Se为+4价，而H₂SeO₄中的Se为+6价，导致Se-O-H中的O的电子更向Se偏移，越易电离出H⁺，所以H₂SeO₄比H₂SeO₃酸性强；
故答案为：H₂SeO₄和H₃SeO₃可表示为（HO）₂SeO₂和（HO）₃Se，H₂SeO₃中的Se为+4价，而H₂SeO₄中的Se为+6价，导致Se-O-H中的O的电子更向Se偏移，越易电离出H⁺；
（5）砷化镓可由（CH₃）₂Ga和AsH₃在700℃下反应制得，反应的方程式为：（CH₃）₃Ga+AsH₃

700℃  .

GaAs+3CH₄；
由砷化镓的晶胞结构图可知一个晶胞中含有4个As原子，一个晶胞中砷元素的质量为

75×4

NA

=

200

NA

g，晶胞的体积为（a×10^-10）³cm³，则每立方厘米该晶体中所含砷元素的质量为

200 NA

(a×10-10)3

=

3×10-32

NAa3

g．
故答案为：（CH₃）₃Ga+AsH₃

700℃  .

GaAs+3CH₄；

3×10-32

NAa3

．

点评：本题考查较为综合，涉及元素周期律的递变规律、杂化类型的判断、电子排布式以及氢键等知识，题目难度较大，本题的易错点为晶胞的有关计算，注意有关知识的积累．