Question

ⅢA族的硼、鋁、鎵、銦、鉈等元素和ⅤA族的氮、磷、砷、銻、鉍等元素形成的化合物在研究和生產中有許多重要用途．請回答下列問題．
（1）基態(tài)As 原子核外價電子排布式為：

 

．
（2）氮化硼（BN）晶體有多種相結構．六方相氮化硼結構與石墨相似，具有層狀結構；立方相氮化硼是超硬材料．它們的晶體結構如圖所示．
①六方相氮化硼晶體層內一個硼原子與相鄰氮原子構成的空間構型為

 

；
②立方相氮化硼晶體中，硼原子的雜化軌道類型為

 

，離一個硼原子最近且距離相等的氮原子構成的空間構型為

 

，其晶胞邊長為a cm，密度為

 

g/cm³．（阿伏加德羅常數：N_A?mol^-1）
③關于這兩種晶體的說法，正確的是

 

（填序號）．
a．立方相氮化硼含有σ鍵和π鍵，所以硬度大
b．六方相氮化硼層間作用力小，所以質地軟
c．兩種晶體中的B-N鍵均為共價鍵
d．兩種晶體均為分子晶體
e．熔點六方相氮化硼晶體高于立方相氮化硼晶體
（3）砷化鎵屬于第三代半導體，它能直接將電能轉變?yōu)楣饽�，砷化鎵燈泡壽命是普通燈泡�?00倍，而耗能只有其中10%，推廣砷化鎵等發(fā)光二極管（LED）照明，是節(jié)能減排的有效舉措，砷化鎵是將（CH₃）₃Ga和AsH₃在700℃進行反應制備得到，反應的方程式為

 

．

Answer 1

考點：晶胞的計算,共價鍵的形成及共價鍵的主要類型,判斷簡單分子或離子的構型,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷,不同晶體的結構微粒及微粒間作用力的區(qū)別

專題：化學鍵與晶體結構

分析：（1）As 為第ⅤA族第四周期元素，所以原子核外價電子排布式為4s²4p³，據此答題；
（2）①根據B原子和N原子形成的共價鍵個數及孤電子對個數判斷六方相氮化硼晶體層內一個硼原子與相鄰氮原子構成的空間構型，
②立方相氮化硼晶體中，根據硼原子共價鍵個數及孤電子對個數之和判斷；根據晶胞的結構圖可以判斷一個硼原子最近且距離相等的氮原子構成的空間構型為正四面體，每個晶胞中含有的氮原子數為4，含有硼原子數為8×

1

8

+6×

1

2

=4，根據ρ=

m

V

可計算出密度；
③a．立方相氮化硼含有σ鍵不存在π鍵；
b．六方相氮化硼層間為分子間作用力，作用力小；
c．非金屬元素之間易形成共價鍵；
d．立方相氮化硼為原子晶體；
e．立方相氮化硼為原子晶體，六方相氮化硼為混和型晶體；
（3）根據反應物、生成物結合反應條件可書寫化學方程式；

解答： （1）As 為第ⅤA族第四周期元素，所以原子核外價電子排布式為4s²4p³，故答案為：4s²4p³；
（2）①六方相氮化硼晶體層內一個硼原子與相鄰氮原子形成3個共價單鍵，且B原子不存在孤電子對，所以構成的空間構型為平面三角形，故答案為：平面三角形；
②立方相氮化硼晶體中，硼原子和四個N原子形成4個共價單鍵，所以B原子的雜化軌道類型為SP³，根據晶胞的結構圖可以判斷一個硼原子最近且距離相等的氮原子構成的空間構型為正四面體，每個晶胞中含有的氮原子數為4，含有硼原子數為8×

1

8

+6×

1

2

=4，根據ρ=

m

V

可計算出密度為

4×(11+14) NA

a3

g/cm³=

100

aNA

g/cm³；故答案為：SP³，正四面體，

100

aNA

；
③a．立方相氮化硼N原子和B原子之間存在共價單鍵，所以該化合物中含有σ鍵不存在π鍵，故錯誤；
b．六方相氮化硼層間為分子間作用力，作用力小，導致其質地軟，故正確；
c．非金屬元素之間易形成共價鍵，所以N原子和B原子之間存在共價鍵，故正確；
d．立方相氮化硼為空間網狀結構，不存在分子，為原子晶體，故錯誤；
e．立方相氮化硼為原子晶體，六方相氮化硼為混和型晶體，熔點前者大于后者，故錯誤；
故選bc；
（3）反應為（CH₃）₃Ga和AsH₃，生成為GaAs，根據質量守恒可知還應有和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；

點評：本題主要考查了原子核外電子排布、分子空間構型、晶體的結構比較、及化學方程式的書寫等知識，中等難度．