Question

LED晶片在文化傳媒中有著廣泛的應用．目前市售LED晶片，材質基本以AlGaInP（磷化鋁鎵銦）、InGaN（氮化銦鎵）為主．
（1）鎵的基態(tài)原子的電子排布式是

 

．
（2）第四周期元素的第一電離能隨原子序數(shù)的增大，總趨勢是逐漸增大的．Ga的第一電離能卻明顯低于Zn，原因是

 

．
（3）N、P、As處于同一主族，其氫化物沸點由高到低的排序是

 

；HCN中碳的雜化類型是

 

．
（4）GaN、GaP、GaAs等是人工合成的新型半導體材料，其晶體結構與單晶硅相似．GaN的晶胞結構如右圖所示，其中與同一個Ga原子（黑色球）相連的N原子構成的空間構型為

 

．
（5）寫出與N₃^-互為等電子體的分子、離子的化學式

 

、

 

（各寫一種）．

Answer 1

考點：原子核外電子排布,元素電離能、電負性的含義及應用,“等電子原理”的應用,晶體的類型與物質熔點、硬度、導電性等的關系,不同晶體的結構微粒及微粒間作用力的區(qū)別

專題：

分析：（1）鎵的原子序數(shù)為31，根據(jù)能量最低原理和洪特規(guī)則書寫電子排布式；
（2）同周期元素從左到右，元素的第一電離能逐漸增大，
（3）從氫鍵以及影響分子間作用力的因素比較氫化物熔沸點的高低；根據(jù)雜化軌道分析雜化類型；
（4）根據(jù)晶胞的結構分子氮原子的空間構型；
（5）從等電子體的定義分析尋找等電子體．

解答： 解：（1）鎵位于周期表中第四周期第IIIA，故其核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3d¹⁰4s²4p¹或[Ar]3d¹⁰4s²4p¹，
故答案為：1s²2s²2p⁶3d¹⁰4s²4p¹；
（2）Zn和Ga處于同一周期，而鋅原子價電子為3d¹⁰4s²，為全充滿結構，相對穩(wěn)定，故Zn的第一電離能大于Ga，
故答案為：鋅原子價電子為3d¹⁰4s²，為全充滿結構，相對穩(wěn)定，第一電離能較大；
（3）由于NH₃分子間存在氫鍵，所以NH₃的沸點最高，由于AsH₃的相對分子質量大于PH₃，故AsH₃的沸點高于PH₃；HCN中生成2個σ鍵，未雜化軌道生成2個π鍵，C原子形成2個雜化軌道，采用sp雜化；
故答案為：NH₃＞AsH₃＞PH₃；sp；
（4）由晶胞圖可知與同一個鎵原子相連的氮原子構成的空間構型為正四面體，故答案為：4；正四面體；
（5）N₃^-中含有22個電子，互為等電子體的分子有N₂O，、離子有CNO^-；故答案為：N₂O；CNO^-．

點評：本題考查原子結構與性質、分子結構及晶體結構知識靈活掌握程度，另一方面通過LED推廣使用形成節(jié)能減排價值取向和環(huán)境友好的消費情趣．這類試題常常是通過小背景作為生長點，融合物質的結構與性質大部分知識內容．