Question

ⅢA族的硼、铝、镓、铟、铊等元素在化合物中通常表现出+3价，含ⅢA族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途．请回答下列问题．
（1）基态B原子核外电子排布式

 

，在BF₃分子中中心原子B的轨道杂化方式

 

．
（2）氯化铝（AlCl₃）为无色透明晶体或白色而微带浅黄色的结晶性粉末，密度2.44g/cm³，熔点190℃（2.5大气压），沸点182.7℃，在177.8℃升华，氯化铝的蒸气或溶于非极性溶剂中或处于熔融状态时，都以共价的二聚成Al₂Cl₆形式存在，则氯化铝属于

 

晶体（填所属晶体类型）
（3）砷化镓属于第三代半导体，它能直接将电能转变为光能，砷化镓灯泡寿命是普通灯泡的100倍，而耗能只有其中10%，推广砷化镓等发光二极管（LED）照明，是节能减排的有效举措，砷化镓晶胞结构与金刚石相似．试回答下列问题：
①下列说法正确的是

 

（填序号）．
A．砷化镓晶胞结构中Ga原子的轨道杂化方式为sp³    B．第一电离能：As＜Ga
C．电负性：As＜Ga       D．砷和镓都属于p区元素
②砷化镓是将（CH₃）₃Ga和AsH₃用MOCVD方法制备得到，该反应在700℃进行，反应的方程式为

 

．
（4）铊化钠的晶胞结构如图，该物质化学式为

 

．已知该晶体是立方晶系，Na、Tl最近距离为a pm，写出计算该晶体的密度

 

 g/cm³．（已知阿佛加德罗常数：N_A?mol^-1）

Answer 1

考点：晶胞的计算,元素周期律的作用,原子核外电子排布,原子轨道杂化方式及杂化类型判断,不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别

专题：原子组成与结构专题,化学键与晶体结构

分析：（1）B原子核外有5个电子，根据构造原理书写其基态原子核外电子排布式；根据价层电子对互斥理论确定B原子的杂化类型；
（2）分子晶体的熔沸点较低；
（3）①A．根据价层电子对互斥理论确定原子杂化类型；
B．同一周期中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第VA族元素大于其相邻元素；
C．同一周期中，元素的电负性随着原子序数的增大而增大；
D．根据最后填入的电子判断其所属区名称；
②根据反应物、生成物和反应条件书写方程式；
（4）利用均摊法确定其化学式，结合ρ=

m

V

计算．

解答： 解：（1）B原子核外有5个电子，根据构造原理知基态B原子核外电子排布式为1S²2S²2P¹，在BF₃分子中中心原子B的价层电子对个数=3且不含孤电子对，所以B原子的轨道杂化方式为sp²，故答案为：1s²2s²2p¹；sp²；
（2）分子晶体的熔沸点较低，根据氯化铝的熔沸点知，氯化铝属于分子晶体，故答案为：分子；
（3）①A．砷化镓中Ga原子的价层电子对个数是4且含有一个孤电子对，所以晶胞结构中Ga原子的轨道杂化方式为sp³，故A正确；
 B．As和Ga属于同一周期元素，且As属于第VA族元素，所以第一电离能：As＞Ga，故B错误；
C．电负性：As＞Ga，故C错误；      
D．砷和镓最后填入的电子都是p电子，所以都属于p区元素，故D正确；
故选AD；
②砷化镓是将（CH₃）₃Ga和AsH₃用MOCVD方法制备得到，该反应在700℃进行，所以其方程式为（CH₃）₃Ga+AsH₃ 

高温  .

GaAs+3CH₄，
故答案为：（CH₃）₃Ga+AsH₃ 

高温  .

GaAs+3CH₄；
（4）该晶胞中钠离子个数=5+12×

1

4

=8，Tl离子个数=4+8×

1

8

+6×

1

2

=8，所以该晶胞中钠离子和铊离子个数为8：8=1：1，所以其化学式为NaTl；
体内小立方体中黑色球与白色球之间距离最近，小立方体上面处于对角线的两个白色球之间的距离=

2

a pm，1个白色球与周围4个白色球形成正四面体，中心到顶角距离为

2

a pm，中心原子到面的距离等于到顶点距离的

1

3

，所以顶点到面的距离=

2

3

apm，正四面体两个顶点上铊原子的距离=2

( 2 )2-( 2 3 )2

apm=

8

3

apm，晶胞对角线的距离=

16

3

apm，晶胞的棱长=

8 3

apm，
该晶胞的体积=（

8 3

apm）³，ρ=

(204+23) NA ×8

( 8 3 a×10-10)3

g/cm³=

681 3

8×10-30NAa3

g/cm³，
故答案为：

681 3

8×10-30NAa3

．

点评：本题考查了晶胞的计算、晶体类型的判断、化学式的判断、原子杂化方式的判断等知识点，根据均摊法确定化学式、根据价层电子对互斥理论确定原子杂化方式，结合元素周期律来分析解答，难点是晶胞密度的计算，注意，Na、Tl最近距离为a，不是指晶胞表面Na、Tl原子之间的距离，为易错点．