Question

【化學(xué)--物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】
半導(dǎo)體材料種類繁多，大規(guī)模集成電路的制造都是以硅單晶材料為主的，但I(xiàn)IIA-VA族化合物半導(dǎo)體如砷化鎵、磷化鎵、銻化銦等因有硅、鍺所不具備的優(yōu)良特性越來越受到人們的重視．
（1）立體結(jié)構(gòu)類型相同的氮、磷、砷的氫化物：氨、磷化氫、砷化氫，沸點(diǎn)分別是：-36℃、-89℃、-61℃．磷化氫沸點(diǎn)低于氨、砷化氫的原因是：

 

．
（2）PO₄^3-的空間構(gòu)型為

 

，與其互為等電子體的一種分子為

 

．
（3）GaAs是人工合成的新型半導(dǎo)體材料，屬閃鋅礦（立方ZnS）型晶體結(jié)構(gòu)晶體，結(jié)構(gòu)與金剛石相似，只是晶體中有兩種不同元素的原子，如圖1所示．
GaAs晶體中，每個(gè)As與

 

個(gè)Ga相連，As與Ga之間存在的化學(xué)鍵有

 

（填字母）．
A．離子鍵    B．σ鍵  C．π鍵    D．氫鍵
E．配位鍵    F．金屬鍵  G．極性鍵
（4）某砷的氧化物俗稱“砒霜”，其分子結(jié)構(gòu)如圖2所示．該化合物的分子式為

 

，As原子采取

 

雜化．
（5）基態(tài)銻（Sb）原子的價(jià)電子排布式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計(jì)算,原子核外電子排布,化學(xué)鍵,判斷簡(jiǎn)單分子或離子的構(gòu)型,“等電子原理”的應(yīng)用,氫鍵的存在對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響

專題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）根據(jù)分子之間的作用力對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響答題；
（2）PO₄^3-離子的立體構(gòu)型可由價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定，根據(jù)等電子體的原理可以寫與其互為等電子體的分子；
（3）根據(jù)圖可以看出，每個(gè)As與4個(gè)Ga以單鍵相連，每個(gè)Ga也與4個(gè)As以單鍵相連，而As最外層有5個(gè)電、Ga最外層有3個(gè)電子，只能形成三對(duì)共用電子對(duì)，它們之間有四個(gè)共價(jià)鍵，所以有一個(gè)配位鍵，據(jù)此判斷；
（4）根據(jù)分子結(jié)構(gòu)可知，分子內(nèi)含有6個(gè)氧原子，4個(gè)砷原子，化學(xué)式為As₄O₆；As形成3個(gè)共價(jià)鍵，又因?yàn)橹行脑�子還有1對(duì)孤對(duì)電子，所以采用的是sp³雜化；
（5）銻（Sb）是51號(hào)元素，根據(jù)構(gòu)造原理可以寫出價(jià)電子排布式；

解答： 解：（1）根據(jù)分子之間的作用力對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響可知，氨分子之間有氫鍵，分子間作用力大，所以NH₃的沸點(diǎn)比PH₃的高，AsH₃的相對(duì)分子質(zhì)量大于PH₃，所以AsH₃的分子間作用力也大于PH₃，所以沸點(diǎn)也高于PH₃，
故答案為：NH₃分子之間有氫鍵，分子間作用力大，AsH₃的相對(duì)分子質(zhì)量大于PH₃，所以AsH₃的分子間范德華力也大于PH₃；
（2）PO₄^3-中心原子為P，其中σ鍵電子對(duì)數(shù)為4，中心原子孤電子對(duì)數(shù)為

1

2

（5+3-4×2）=0，PO₄^3-價(jià)層電子對(duì)對(duì)數(shù)為4+0=4，故立體構(gòu)型為正四面體；原子總數(shù)相同，價(jià)電子總數(shù)相同的分子稱為等電子體．PO₄^3-中含有5個(gè)原子，32個(gè)價(jià)電子，所以與其互為等電子體的一種分子為四氯化碳，
故答案為：正四面體形；CCl₄；
（3）根據(jù)圖可以看出，每個(gè)As與4個(gè)Ga以單鍵相連，每個(gè)Ga也與4個(gè)As以單鍵相連，而As最外層有5個(gè)電、Ga最外層有3個(gè)電子，只能形成三對(duì)共用電子對(duì)，它們之間有四個(gè)共價(jià)鍵，所以有一個(gè)配位鍵，As與Ga之間存在的單鍵是極性共價(jià)鍵，是σ鍵，
故答案為BEG；
（4）根據(jù)圖2的分子結(jié)構(gòu)可知，分子內(nèi)含有6個(gè)氧原子，4個(gè)砷原子，化學(xué)式為As₄O₆，每個(gè)As原子形成3個(gè)共價(jià)鍵，又因?yàn)橹行脑�子還有1對(duì)孤對(duì)電子，所以采用的是sp³雜化，
故答案為：As₄O₆；sp³；
（5）銻（Sb）是51號(hào)元素，位于第五周期第ⅤA族，價(jià)電子數(shù)為5，所以價(jià)電子排布式為5s²5p³，
故答案為：5s²5p³．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了分子間作用力、分子或離子的空間構(gòu)型、等電子體、原子的雜化軌道、核外電子排布、晶胞的計(jì)算等知識(shí)，中等難度．