Question

【題目】

AlN 氮化鋁是重要的半導(dǎo)體材料，Ga(鎵)、P、As(砷)都是形成化合物半導(dǎo)體材料的重要元素。回答下列問(wèn)題：

(1)As基態(tài)原子的電子占據(jù)了______個(gè)能層，最高能級(jí)的電子排布式為______。和As位于同一周期，且未成對(duì)電子數(shù)也相同的元素還有______種。

(2)元素周期表中，與P緊鄰的4種元素中電負(fù)性最大的是______ (填元案符號(hào))。Si、P、S三種元素的 第一電離能由大到小的順序是______。

(3)NH3、PH3、AsH3三者的沸點(diǎn)由高到低的順序是______。原因是______。

(4)白磷是由P4分子形成的分子晶體，P4分子呈正四面體結(jié)構(gòu)，P原子位于正四面體的四個(gè)頂點(diǎn)，則P原子的雜化形式為_____，白磷易溶于CS2，難溶于水，原因是__________________。

(5)采用GaxIn1-xAs(鎵銦砷)等材料，可提高太陽(yáng)能電池的效率。GaxIn1-xAs立方體形晶胞中每個(gè)頂點(diǎn)和面心都有一個(gè)原子，晶胞內(nèi)部有4 個(gè)原子，則該晶胞中含有_________個(gè)砷原子。

(6)AlN晶體的晶胞結(jié)構(gòu)與金剛石相似(見(jiàn)下圖)，設(shè)晶胞的邊長(zhǎng)為ɑ pm，NA表示阿伏加德羅常數(shù)，則該晶體的密度為__________g·cm-3。

Answer 1

【答案】 4 4p3 2 N P>S>Si NH3>AsH3>PH3 NH3分子存在氫鍵，其沸點(diǎn)比AsH3和PH3的高；AsH3和PH3分子間不存在氫鍵，AsH3的相對(duì)分子質(zhì)量大，分子間作用力大，其沸點(diǎn)比PH3的高 sp3 P4和CS2都是非極性分子，H2O是極性分子，根據(jù)相似相溶原理，P4易溶于CS2，難溶于水 4

【解析】（1）考查電子排布式的書(shū)寫(xiě)、能級(jí)能量高低的判斷等，As位于第四周期VA族，電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3，電子占據(jù)了4個(gè)能層，最高能級(jí)是4p，因此最高能級(jí)的電子排布式為4p3；As未成對(duì)電子數(shù)為3，因此第四周期未成對(duì)電子數(shù)為3的元素有V和Co，有2種元素；（2）考查電負(fù)性規(guī)律、第一電離能的規(guī)律，P的相鄰的4種元素分別是Si、S、N、As，同周期從左向右電負(fù)性增大，同主族從上到下電負(fù)性減小，N的電負(fù)性大于S，因此相鄰的4種元素電負(fù)性最大的是N，同周期從左向右第一電離能增大，當(dāng)IIA>IIIA、VA>VIA，因此第一電離能的大小順序是P>S>Si；（3）考查熔沸點(diǎn)高低的判斷，N、P、As屬于同一主族，NH3分子間存在分子間氫鍵，另外兩個(gè)不含分子間氫鍵，因此NH3的沸點(diǎn)比另外兩個(gè)高，AsH3的相對(duì)分子質(zhì)量大于PH3，AsH3的分子間作用力大于PH3，AsH3的沸點(diǎn)高與PH3，即大小順序是NH3>AsH3>PH3；（4）考查雜化類(lèi)型判斷、溶解性，P4的結(jié)構(gòu)式為，P有3個(gè)σ鍵，1個(gè)孤電子對(duì)，因此雜化類(lèi)型為sp3，CS2為非極性分子，P4為非極性分子，H2O為極性分子，根據(jù)相似相溶，白磷易溶于CS2，難溶于水；（5）每一個(gè)頂點(diǎn)和面心都有一個(gè)原子，晶胞內(nèi)部有4個(gè)原子，晶胞含有原子總數(shù)為8×1/8＋6×1/2＋4=8,由化學(xué)式可知晶胞中As數(shù)目占原子總數(shù)的1/2，即晶胞中As的原子數(shù)目為8×1/2=4；（6）考查晶胞的計(jì)算，根據(jù)AlN的晶胞的結(jié)構(gòu)，該晶胞的質(zhì)量為，晶胞的體積為(a×10－10)3cm3，根據(jù)密度的定義，密度為g/cm3。