Question

ⅢA族的硼、铝、镓、铟、铊等元素和ⅤA族的氮、磷、砷、锑、铋等元素形成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As 原子核外价电子排布式为：

 

．
（2）氮化硼（BN）晶体有多种相结构．六方相氮化硼结构与石墨相似，具有层状结构；立方相氮化硼是超硬材料．它们的晶体结构如图所示．
①六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为

 

；
②立方相氮化硼晶体中，硼原子的杂化轨道类型为

 

，离一个硼原子最近且距离相等的氮原子构成的空间构型为

 

，其晶胞边长为a cm，密度为

 

g/cm³．（阿伏加德罗常数：N_A?mol^-1）
③关于这两种晶体的说法，正确的是

 

（填序号）．
a．立方相氮化硼含有σ键和π键，所以硬度大
b．六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软
c．两种晶体中的B-N键均为共价键
d．两种晶体均为分子晶体
e．熔点六方相氮化硼晶体高于立方相氮化硼晶体
（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，砷化镓是将（CH₃）₃Ga和AsH₃在700℃进行反应制备得到，反应的方程式为

 

．

Answer 1

考点：晶胞的计算,共价键的形成及共价键的主要类型,判断简单分子或离子的构型,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：化学键与晶体结构

分析：（1）As 为第ⅤA族第四周期元素，所以原子核外价电子排布式为4s²4p³，据此答题；
（2）①根据B原子和N原子形成的共价键个数及孤电子对个数判断六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间构型，
②立方相氮化硼晶体中，根据硼原子共价键个数及孤电子对个数之和判断；根据晶胞的结构图可以判断一个硼原子最近且距离相等的氮原子构成的空间构型为正四面体，每个晶胞中含有的氮原子数为4，含有硼原子数为8×

1

8

+6×

1

2

=4，根据ρ=

m

V

可计算出密度；
③a．立方相氮化硼含有σ键不存在π键；
b．六方相氮化硼层间为分子间作用力，作用力小；
c．非金属元素之间易形成共价键；
d．立方相氮化硼为原子晶体；
e．立方相氮化硼为原子晶体，六方相氮化硼为混和型晶体；
（3）根据反应物、生成物结合反应条件可书写化学方程式；

解答： （1）As 为第ⅤA族第四周期元素，所以原子核外价电子排布式为4s²4p³，故答案为：4s²4p³；
（2）①六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子形成3个共价单键，且B原子不存在孤电子对，所以构成的空间构型为平面三角形，故答案为：平面三角形；
②立方相氮化硼晶体中，硼原子和四个N原子形成4个共价单键，所以B原子的杂化轨道类型为SP³，根据晶胞的结构图可以判断一个硼原子最近且距离相等的氮原子构成的空间构型为正四面体，每个晶胞中含有的氮原子数为4，含有硼原子数为8×

1

8

+6×

1

2

=4，根据ρ=

m

V

可计算出密度为

4×(11+14) NA

a3

g/cm³=

100

aNA

g/cm³；故答案为：SP³，正四面体，

100

aNA

；
③a．立方相氮化硼N原子和B原子之间存在共价单键，所以该化合物中含有σ键不存在π键，故错误；
b．六方相氮化硼层间为分子间作用力，作用力小，导致其质地软，故正确；
c．非金属元素之间易形成共价键，所以N原子和B原子之间存在共价键，故正确；
d．立方相氮化硼为空间网状结构，不存在分子，为原子晶体，故错误；
e．立方相氮化硼为原子晶体，六方相氮化硼为混和型晶体，熔点前者大于后者，故错误；
故选bc；
（3）反应为（CH₃）₃Ga和AsH₃，生成为GaAs，根据质量守恒可知还应有和CH₄，反应的化学方程式为：（CH₃）₃Ga+AsH₃ 

700℃  .

GaAs+3CH₄，
故答案为：（CH₃）₃Ga+AsH₃ 

700℃  .

GaAs+3CH₄；

点评：本题主要考查了原子核外电子排布、分子空间构型、晶体的结构比较、及化学方程式的书写等知识，中等难度．