GaN、GaP、GaAs是人工合成的一系列新型半导体材料，其晶体结构均与金刚石相似．铜是重要的过渡元素，能形成多种配合物，如Cu2+与乙二胺（H2N-CH2-CH2-NH2）可形成如图所示配离子．回答下列

Question

GaN、GaP、GaAs是人工合成的一系列新型半导体材料，其晶体结构均与金刚石相似．铜是重要的过渡元素，能形成多种配合物，如Cu²⁺与乙二胺（H₂N-CH₂-CH₂-NH₂）可形成如图所示配离子．回答下列问题：

（1）基态Ga原子价电子的轨道表达式为___；
（2）熔点：GaN___GaP（填“>”或“<”）；
（3）第一电离能：As___Se（填“>”或“<”）；
（4）Cu²⁺与乙二胺所形成的配离子内部不含有的化学键类型是___；
a．配位键     b．极性键     c．离子键       d．非极性键
（5）乙二胺分子中氮原子轨道的杂化类型为___，乙二胺和三甲胺均属于胺．但乙二胺比三甲胺的沸点高很多，原因是___；
（6）Cu的某种晶体晶胞为面心立方结构，晶胞边长为acm，铜原子的半径为rcm，该晶体密度为___g/cm³（用含a和N_A的代数式表达），该晶体中铜原子的空间利用率为___（用含a和r的代数式表达）．

Answer 1

（1）基态Ga原子价电子排布式为：4s²4p¹，所以基态Ga原子价电子的轨道表达式为，故答案为：；
（2）磷离子的半径大于氮离子的半径，所以GaP的晶格能小于GaN的晶格能，则熔点：GaN>GaP，故答案为：>；
（3）As和Se属于同一周期，且As属于第VA族，Se属于第VIA族，所以第一电离能As>Se，故答案为：>；
（4）Cu²⁺与乙二胺所形成的配离子内部含有碳碳非极性键，碳氢、氮氢非极性键和氮与铜离子之间的配位键，而不含离子键，故选：c；
（5）乙二胺分子中氮原子形成4个σ，所以氮原子的轨道的杂化类型为 sp³，乙二胺分子间可形成氢键，三甲胺分子间不能形成氢键，所以乙二胺比三甲胺的沸点高很多，故答案为：sp³；乙二胺分子间可形成氢键，三甲胺分子间不能形成氢键；
（6）Cu的某种晶体晶胞为面心立方结构，晶胞中含有铜原子数为8×(1)/(8)+6×(1)/(2)=4，根据ρ=(m)/(V)=((4)/(NA)×64)/(a3)=(256)/(a3•NA)；该晶体中铜原子的空间利用率为(4×(4)/(3)×π×r3)/(a3)×100%=(16πr3)/(3a3)×100%，故答案为：(16πr3)/(3a3)×100%．