2010年上海世博会场馆,大量的照明材料或屏幕都使用了发光二极管(LED)。目前市售LED品片,材质基本以GaAs(砷化镓)、AlGaInP(磷化铝镓铟)、ln
题型:不详难度:来源:
2010年上海世博会场馆,大量的照明材料或屏幕都使用了发光二极管(LED)。目前市售LED品片,材质基本以GaAs(砷化镓)、AlGaInP(磷化铝镓铟)、lnGaN(氮化铟镓)为主。已知镓是铝同族下一周期的元素。砷化镓的晶胞结构如图。
试回答: ⑴镓的基态原子的电子排布式是 。 ⑵砷化镓晶胞中所包含的砷原子(白色球)个数为 ,与同一个镓原子相连的砷原子构成的空间构型为 。 ⑶N、P、As处于同一主族,其氢化物沸点由高到低的顺序是 。 (用氢化物分子式表示) ⑷砷化镓可由(CH3)3Ga和AsH3在700℃时制得。(CH3)3Ga中镓原子的杂化方式为 。 ⑸比较二者的第一电离能:As______Ga(填“<”、“>”或“=”)。 ⑹下列说法正确的是 (填字母)。 A.砷化镓晶胞结构与NaCl相同 B.GaP与GaAs互为等电子体 C.电负性:As>Ga D.砷化镓晶体中含有配位键 |
答案
⑴l s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1) ⑵4 正四面体 ⑶NH3>AsH3>PH3 ⑷sp2 ⑸> ⑹BCD |
解析
试题分析:⑴31号元素镓的基态原子的电子排布式是l s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1)⑵砷化镓晶胞中所包含的砷原子(白色球)个数为8×1/8+6×1/2="4;" 与同一个镓原子相连的砷原子构成的空间构型为正四面体型⑶N、P、As处于同一主族,其氢化物都是分子晶体。结构相似,对于结构相似的物质来说,相对分子质量越大。分子间的作用力就越大,克服分子间作用力使物质融化或汽化需要的能量就越高。即熔沸点越高。但由于氨气的分子之间还存在氢键,增加了分子之间的相互作用,使的它的熔沸点比AsH3还高。因此N、P、As的氢化物沸点由高到低的顺序是NH3>AsH3>PH3。(4)(CH3)3Ga中镓原子的杂化方式为sp2⑸As是33号元素,它的核外电子排布是l s22s22p63s23p63d104s24p3,p轨道处于半充满的稳定状态。所以As 、Ga 第一电离能:As>Ga 。⑹A.砷化镓和NaCl晶体结构不同。错误。B.GaP与GaAs互为等电子体。正确。C.同一周期的元素随着原子序数的增大,元素的非金属性逐渐增强,其电负性也逐渐增大。所以电负性:As>Ga。正确。D.砷是VA族元素,最外层5个电子,镓是IIIA族,最外层有三个电子,砷和镓先形成3个σ键。此时砷有一对孤对电子,镓有一个空轨道,可以形成一个配位键。正确。选项为:BCD。 |
举一反三
I.氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈,配位氢化物、富氢载体化合韧是目前所采用的主要储氢材料。 (1)Ti(BH4)2是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。在基态Ti2+中,电子占据的最高能层符号为 ,该能层具有的原子轨道数为 ; (2)液氨是富氢物质,是氢能的理想载体,利用实现储氢和输氢。下列说法正确的是 ; a.NH3分子中氮原子的轨道杂化方式为sp2杂化 b.NH+4与PH+4、CH4、BH-4、ClO—4互为等电子体 c.相同压强时,NH3的沸点比PH3的沸点高 d.[Cu(NH3)4]2+离子中,N原子是配位原子 (3)已知NF3与NH3的空间构型相同,但NF3不易与Cu2+形成配离子,其原因是 ; II.氯化钠是生活中的常用调味品,也是结构化学中研究离子晶体时常用的代表物,其晶胞结构如图所示。
(1)设氯化钠晶体中Na+与跟它最近邻的Cl—之间的距离为r,则该Na+与跟它次近邻的C1—个数为 ,该Na+与跟它次近邻的Cl—之间的距离为 ; (2)已知在氯化钠晶体中Na+的半径为以a pm,Cl—的半径为b pm,它们在晶 体中是紧密接触的,则在氯化钠晶体中离子的空间利用率为 ;(用含a、b的式子袁示) (3)纳米材料的表面原子占总原子数的比例很大,这是它有许多特殊性质的原因。假设某氯化钠颗粒形状为立方体,边长为氯化钠晶胞的10倍,则该氯化钠颗粒中表面原子占总原子数的百分比为 。 |
依据物质的相关数据,可以推断物质的结构和性质。下列利用物质的相关数据作出的相应推断不合理的是A.依据元素的原子序数,推断该元素原子的核外电子数 | B.依据原子最外层电子数的多少,推断元素金属性、非金属性的强弱 | C.依据气体的摩尔质量,推断相同状态下不同气体密度的大小 | D.依据液体物质的沸点,推断将两种互溶液态混合物用蒸馏法分离的可行性 |
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下列说法正确的是A.原子最外层电子数为2的元素一定处于周期表的第IIA族 | B.构成单质的分子中一定含有共价键 | C.同主族元素形成的氧化物的晶体类型均相同 | D.金属与非金属元素形成的化合物可能是离子化合物 |
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VIA族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表现出多种氧化态,含VIA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)S单质的常见形式为S8,其环状结构如下图所示,S原子采用的轨道杂化方式是______;
(2)原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量,O、S、Se原子的第一电离能由大到小的顺序为______; (3)Se原子序数为______,其核外M层电子的排布式为______; (4)H2Se的酸性比H2S__________(填“强”或“弱”)。气态SeO3分子的立体构型为______平面三角形,SO32-离子的立体构型为______三角锥形; (5)H2SeO3的K1和K2分别为2.7×10-3和2.5×10-8,H2SeO4第一步几乎完全电离,K2为1.2×10-2,请根据结构与性质的关系解释: ①H2SeO3和H2SeO4第一步电离程度大于第二步电离的原因: ;第一步电离后生成的负离子较难再进一步电离出带正电荷的氢离子; ②H2SeO4比H2SeO3酸性强的原因:______; (6)ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方ZnS晶体结构如图所示,其晶胞边长为540.0 pm,密度为____________(列式并计算),a位置S2-离子与b位置Zn2+离子之间的距离为___________________pm(列式表示)。
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材料是人类赖以生存的重要物质基础。铜、镍等金属材料在现代社会中有着重要应用。请回答下列问题: (1)铜在元素周期表中的位置为 ,镍的基态电子排布式为 。 (2)在配离子[Ni(NH3)4]2+中,配体中N元素与它相邻的C和O元素的第一电离能由大到小的顺序为 ,这三种元素电负性由大到小的顺序为 ;配体NH3中N原子的杂化方式为 。 (3)据报道,只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性。鉴于这三种元素都是常见元素,从而引起广泛关注。该晶体的结构可看作由镁原子和镍原子在一起进行面心立方最密堆积,如图,晶体中每个镁原子周围距离最近的镍原子有 个,若已知晶胞的边长为a pm,阿伏伽德罗常数为NA,则该晶体的密度的数学表达式为 g•cm-3(用a和NA表示,只列式,可不用化简)。
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