氮族元素和硼族元素在生产生活中有很重要的地位．（1）写出硼族元素Ga的基态原子核外电子排布式．（2）NF3的分子构型为，NO3-的空间构型为，1molNO3-中含有的σ键的数目为：．

Question

氮族元素和硼族元素在生产生活中有很重要的地位．

（1）写出硼族元素Ga的基态原子核外电子排布式___．
（2）NF₃的分子构型为___，NO₃^-的空间构型为___，1mol NO₃^-中含有的σ键的数目为：___．
（3）氮化硼的立方结晶的变体被认为是已知的最硬的物质．BN的晶体结构与金刚石相似，其中B原子的杂化方式为___．
（4）元素第一电离能的大小：As___（填“<”“>”或“=”）Ga，原因是___．
（5）相同条件下，在水中的溶解度：NH₃___（填“<”“>”或“=”）PH₃，原因是___．
（6）已知立方砷化镓晶胞的结构如图所示，其晶胞边长为c pm．则砷化镓的化学式为___，晶胞中As原子和它最近的Ga原子之间的距离为___pm（用含c的式子表示），砷化镓的密度为___g•cm^-3（设N_A为阿伏加德罗常数的值，用含c、N_A的式子表示，原子量：Ga-70，As-75）．

Answer 1

（1）Ga元素原子核外电子数为31，核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p¹，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p¹；
（2）NF₃中N原子孤电子对数=(5-1×3)/(2)=1，价层电子对数=3+1=4，为三角锥形；NO₃^-中N原子孤电子对数=(5+1-2×3)/(2)=0，价层电子对数=3+0=3，为平面三角形，1mol NO₃^-中含有3mol σ键，即含有3N_A个σ键，
故答案为：三角锥形；平面三角形；3N_A；
（3）BN的晶体结构与金刚石相似，B原子与N原子之间形成4个B-N（其中1个为配位键），杂化轨道数目为4，故B原子采取杂化，
故答案为：sp³；
（4）As与Ga位于同一周期，分别为ⅤA与ⅢA族，As的p轨道处于半充满的稳定状态，故第一电离能：As>Ga，
故答案为：>；As与Ga位于同一周期，分别为ⅤA与ⅢA族，As的p轨道处于半充满的稳定状态，故第一电离能：As>Ga；
（5）NH₃分子与水分子之间能够形成氢键，在水中的溶解度：NH₃>PH₃，
故答案为：>；NH₃分子与水分子之间能够形成氢键；
（6）晶胞中含有Ga原子数为8×(1)/(8)+6×(1)/(2)=4，As原子数目为4，故化学式为GaAs，
As原子与周围的4个Ga原子形成正四面体，As原子与晶胞顶点Ga原子连线处于晶胞题对角线上，且Ga原子与As原子之间的距离为晶胞体对角线长度的(1)/(4)倍，所以晶胞的体对角线为晶胞棱长的√(3)倍，则Ga原子与As原子之间的距离为(√(3)c)/(4) pm，
晶胞质量为4×(70+75)/(NA)g，则晶胞密度为4×(70+75)/(NA)g÷（c×10^-10 cm）³=(5.8×1032)/(c3NA)g•cm^-3，
故答案为：GaAs；(√(3)c)/(4)；(5.8×1032)/(c3NA)．