砷化镓（GaAs）是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳

砷化镓（GaAs）是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答列问题：

（1）写出基态As原子的核外电子排布式_____________________________________________

（2）根据元素周期律，原子半径Ga_______As，第一电离能Ga_________As。（填“>”或“<”）

（3）AsCl₃分子的立体构型为______________，其中As的杂化轨道类型为____________________。

    （4）GaF₃的熔点高于1000℃，GaCl₃的熔点为77.9℃，其原因为__________________。

（5）GaAs的熔点为1238℃，密度为ρ g/cm³，其晶胞结构如图所示。该晶体类型为______________，Ga与As以______________键键合。

Ga和As的摩尔质量分别为和，原子半径分别为和，阿伏加德罗常数值为，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为（已知：晶胞内As原子之间彼此不相切）__________________________

【答案】    (1)．3d¹⁰4s²4p³    (2)．>    (3)．<    (4)．三角锥形    (5)．SP³    (6)．前者为离子晶体，融化破坏离子键；后者为分子晶体，融化破坏分子间作用力    (7)．原子晶体    (8)．共价键    (9)．

【解析】（1）As是33号元素，基态As原子的核外电子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³。

（2）31号Ga和33号As都是第4周期的主族元素，同一周期元素原子半径从左到右逐渐减小，原子半径Ga大于As；同一周期元素的第一电离能呈逐渐增大的趋势，更有As的4p轨道是半充满状态，所以第一电离能Ga小于As。

（3）AsCl₃分子的价层电子对数为4，中心原子为sp³杂化，但是只形成3个σ键，所以其立体构型为三角锥形。

（4）GaF₃的熔点高于1000℃，GaCl₃的熔点为77.9℃，其原因是GaF₃是离子晶体，GaCl₃是分子晶体，离子晶体GaF₃的熔沸点高。

（5）GaAs与晶体Si是等电子体，其晶胞与晶体Si及金刚石相似，熔点为1238℃很高，所以其为原子晶体, Ga与As以共价键键合。该晶体的密度为ρg·cm^-3， Ga和As的摩尔质量分别为M_Ga g·mol^-1 和M_As g·mol^-1，原子半径分别为r_Ga pm和r_As pm，阿伏伽德罗常数值为N_A。每个晶胞中有4个Ga原子和4个AS原子，则1mol该晶胞的质量为，1mol该晶胞的体积V===   。1mol该晶胞中含4molGaAs，4molGa原子和4molAs原子的总体积为，所以晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率

为。

【点睛】判断微粒的空间构型的方法一般有3种：1.可以先计算中心原子的价电子对数，判断微粒的价层电子对互斥模型，再根据微粒中的σ键的数目判断微粒的实际空间构型；2.可以根据中心原子的杂化类型判断微粒的空间构型；3.根据微粒的常见的等电子体判断微粒的空间构型。计算原子的空间利用率时，把晶胞中原子按球体算出晶胞中所有原子的体积，然后除以晶胞的体积即可。通常用放大法，按1摩尔晶胞计算。