Question

Ⅰ．砷化鎵為第三代半導體，以其為材料制造的燈泡壽命長、耗能少．已知砷化鎵的晶胞結構如圖1所示．請回答下列問題：
（1）下列說法正確的是

 

（填序號）．
A．砷化鎵晶胞結構與NaCl相同B．第一電離能As＞GaC．電負性As＞GaD．原子半徑As＞Ga
（2）砷化鎵可由（CH₃）₃Ga和AsH₃在700℃下反應制得，反應的化學方程式為

 

．
（3）AsH₃空間形狀為

 

；已知（CH₃）₃Ga為非極性分子，則其中嫁原子的雜化方式為

 

．
Ⅱ．金屬銅的導電性僅次于銀，局金屬中的第二位，大量用于電氣工業(yè)．
（4）請解釋金屬銅能導電的原因

 

；Cu²⁺的核外電子排布式為

 

．
（5）在硫酸銅溶液中通入過量的氨氣，小心蒸發(fā)，最終得到深藍色的[Cu（NH₃）₄]SO₄晶體，晶體中含有的化學鍵除普通共價鍵外，還有

 

和

 

．
（6）NiO晶體結構與NaCl晶體類似，其晶胞的棱長為acm，則該晶胞中距離最近的兩個陽離子核間的距離為

 

cm（用含a的代數式表示）．在一定溫度下NiO晶體可以自發(fā)地分散并形成“單分子層“（如圖2），可以認為氧離子做致密單層排列，鎳離子填充其中，列式并計算每平方米面積上分散的該晶體的質量為

 

g（氧離子的半徑為1.40×10-¹⁰m）．

Answer 1

考點：晶胞的計算

專題：化學鍵與晶體結構

分析：（1）A．對比GaAs與NaCl中陰陽離子在晶胞中的分布可判斷晶胞結構是否一樣；
B．同周期元素從左到右第一電離能逐漸增大；
C．同周期元素從左到右電負性逐漸增大；
D．同周期自左而右原子半徑減小；
（2）砷化鎵可由（CH₃）₃Ga和AsH₃在700℃下反應制得，根據原子守恒可知還生成CH₄；
（3）根據中心原子成鍵與含有孤電子對數判斷分子的空間構型可雜化方式；
（4）根據金屬晶體的構成微粒分析解答；根據能量最低原理書寫電子排布式；
（5）[Cu（NH₃）₄]SO₄晶體屬于配合物，配離子與硫酸根之間形成離子鍵、銅離子與氨氣分子之間形成配位鍵，氨氣分子、硫酸根離子中存在普通共價鍵．
（6）根據氯化鈉的結構知，氧離子和相鄰的鎳離子之間的距離為

1

2

a，距離最近的兩個陽離子核間的距離是距離最近的氧離子和鎳離子距離的

2

倍，根據圖片知，每個氧化鎳所占的面積=1.40×10^-10m×1.40×10^-10m×sin60°，每個氧化鎳的質量=

74.7

NA

g，每個氧化鎳的質量乘以每平方米含有的氧化鎳個數就是每平方米含有的氧化鎳質量．

解答： 解：（1）A．GaAs晶體中As分布于晶胞體心，Ga分布于頂點和面心，而NaCl中陰陽離子分別位于晶胞的頂點、面心以及棱和體心，二者結構不同，故A錯誤；
B．同周期元素從左到右第一電離能逐漸增大，則第一電離能：As＞Ga，故B正確；
C．同周期元素從左到右電負性逐漸增大，則電負性：As＞Ga，故C正確；
D．同周期自左而右原子半徑減小，故原子半徑As＜Ga，故D錯誤，
故答案為：BC；
（2）反應為（CH₃）₃Ga和AsH₃，生成為GaAs，根據原子守恒可知還應有和CH₄，反應的化學方程式為（CH₃）₃Ga+AsH₃

700℃  .

GaAs+3CH₄，
故答案為：（CH₃）₃Ga+AsH₃

700℃  .

GaAs+3CH₄；
（3）AsH₃中含有3個δ鍵和1個孤電子對，為三角錐形，（CH₃）₃Ga中Ga形成3個δ鍵，沒有孤電子對，為sp²雜化，
故答案為：三角錐型；sp²；
（4）銅為金屬晶體，由銅離子與自由電子構成，自由電子在外加電場的作用下可以發(fā)生定向移動，故可以導電，Cu²⁺的核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹，
故答案為：銅為金屬晶體，由銅離子與自由電子構成，自由電子在外加電場的作用下可以發(fā)生定向移動；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹；
（5）[Cu（NH₃）₄]SO₄晶體屬于配合物，配離子與硫酸根之間形成離子鍵、銅離子與氨氣分子之間形成配位鍵，）[Cu（NH₃）₄]SO₄晶體屬于配合物，氨氣分子、硫酸根離子中存在普通共價鍵，四氨合銅絡離子與硫酸根之間形成離子鍵、銅離子與氨氣分子之間形成配位鍵，
故答案為：離子鍵；配位鍵；
（6）根據氯化鈉的結構知，氧離子和相鄰的鎳離子之間的距離為

1

2

a，距離最近的兩個陽離子核間的距離是距離最近的氧離子和鎳離子距離的

2

倍，所以其距離是

2

2

acm；
根據圖片知，每個氧化鎳所占的面積=

4×1.40×10-10m×8×1.40×10-10m×sin60°

8

，則每平方米含有的氧化鎳個數=

1

4×1.4×10-10×1.4×10-10Sin60°

，每個氧化鎳的質量=

74.7

NA

g，所以每平方米含有的氧化鎳質量=

74.7

NA

g×

1

4×1.4×10-10×1.4×10-10Sin60°

=

74.7

6.02×1023×4×1.4×10-10×1.4×10-10× 3 2

=1.83×10^-3，
故答案為：

2

2

a；

74.7

6.02×1023×4×1.4×10-10×1.4×10-10× 3 2

=1.83×10^-3．

點評：本題考查學生對物質結構與性質模塊的掌握情況，重點考查結構知識，涉及電離能、電負性、原子半徑、空間結構、雜化軌道、化學式、金屬晶體電子氣理論，考查知識全面、覆蓋廣，難度適中，可以衡量學生對該模塊主干知識的掌握情況．