Question

已知X、Y和Z三種元素的原子序數(shù)之和等于42。X元素原子的4p軌道上有3個(gè)未成對(duì)電子，Y元素原子的最外層2p軌道上有2個(gè)未成對(duì)電子。X跟Y可形成化合物X₂Y₃，Z元素可以形成負(fù)一價(jià)離子。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）X元素基態(tài)原子核外電子排布式為_(kāi)_______，該元素的名稱是________。

（2）Y元素原子價(jià)電子排布圖為                         。

（3）X與Z可形成化合物XZ₃，該化合物的空間構(gòu)型為_(kāi)_______。

（4）已知由元素X與鎵元素組成的化合物A為第三代半導(dǎo)體。已知化合物A的晶胞結(jié)構(gòu)與金剛石相似，其中X原子位于立方體內(nèi)，鎵原子位于立方體頂點(diǎn)和面心，請(qǐng)寫出化合物A的化學(xué)式         ；化合物A可由(CH₃)₃Ga和XZ₃在700℃下反應(yīng)制得，反應(yīng)的化學(xué)方程式為                                 。

（5）已知鋁與鎵元素位于同一主族，金屬鋁屬立方晶系，其晶胞邊長(zhǎng)為405 pm，密度是2.70g·cm^－3，通過(guò)計(jì)算確定其晶胞的類型            （填簡(jiǎn)單、體心或面心立方）；晶胞中距離最近的鋁原子可看作是接觸的，計(jì)算鋁的原子半徑r(A1)=        pm。(列出算式即可，已知：405³≈6.64×10⁷)

Answer 1

【知識(shí)點(diǎn)】電子的排布規(guī)律、元素周期表結(jié)構(gòu)、物質(zhì)的結(jié)構(gòu)類型、晶胞的結(jié)構(gòu)

【答案解析】

解析：X4p軌道上有3個(gè)未成對(duì)電子，所以其基態(tài)原子核外電子排布式為是33號(hào)元素為砷。（2）Y元素原子的最外層2p軌道上有2個(gè)未成對(duì)電子所以價(jià)電子排布圖為為8號(hào)元素為氧元素。Z元素可以形成負(fù)一價(jià)離子，X、Y和Z三種元素的原子序數(shù)之和等于42，得Z元素為1號(hào)元素氫。（3）X與Z可形成化合物A_SH₃，結(jié)構(gòu)類似于氨氣，為三角錐型。

（4）A的晶胞結(jié)構(gòu)與金剛石相似X原子位于立方體內(nèi)原子個(gè)數(shù)為4，鎵原子位于立方體頂點(diǎn)和面心原子個(gè)數(shù)為4個(gè)所以A的化學(xué)式GaAs化合物A可由(CH₃)₃Ga和A_SH₃在700℃下反應(yīng)制得，可用觀察法配平。（5）該晶胞的每個(gè)頂點(diǎn)上和每個(gè)面上都含有一個(gè)Al原子，為面心立方晶胞。晶胞中距離最近的鋁原子可看作是接觸的，鋁的原子半徑為面對(duì)角線長(zhǎng)的1/4即。

【思路點(diǎn)撥】本題考查了核外電子排布、軌道、立體構(gòu)型、晶胞計(jì)算，其中晶胞的計(jì)算是難點(diǎn)。