Question

半导体产业是全球经济增长的支柱产业。半导体材料经历“元素半导体”到“化合物半导体”的发展。

I．第一代元素半导体以Si、Ge为代表。

(1)基态Si原子的价电子轨道表示式为_____；基态Ge原子核外电子占据最高能级的电子云轮廓图为_____形。

II．第二代化合物半导体以GaAs、GaN等为代表。砷化镓太阳能电池为我国“玉兔二号”月球车提供充足能量；GaN手机快充充电器受到广大消费者的喜爱。

(2)N、Ga、As的第一电离能由大到小的顺序是_____。

(3)GaAs可由和反应制得。在常温常压下，为无色透明液体，则固体属于____晶体，(CH₃)₃Ga中Ga原子的杂化方式为____；分子的空间构型为_____；与互为等电子体的一种微粒为_____。

(4)砷化镓的立方晶胞结构如图所示。

①砷化镓晶体属于原子晶体。该晶体中____填“有”或“无”配位键存在。GaN、GaP、GaAs具有相同的晶体类型，熔点如下表所示，分析其变化原因：______。

晶体	GaN	GaP	GaAs
熔点	1700	1480	1238

②原子坐标参数是晶胞的基本要素之一，表示晶胞内部各原子的相对位置。图中a(0，0，0)、b，则c原子的坐标参数为_____。

③砷化镓的摩尔质量为M g·mol^－1，Ga的原子半径为pnm，则砷化镓晶体的密度为_______g·cm^－3。

Answer

哑铃形或纺锤形 N>As>Ga 分子 sp2 三角锥形 NH3、H3O+ 等 有 原子半径NAs>Ga，故答案为：N>As>Ga；

(3) 在常温常压下，为无色透明液体，熔沸点较低为分子晶体，(CH3)3Ga中Ga原子的价层电子对数为3，为sp2杂化，中心As的价层电子对数为，孤电子对数为1，空间构型为三角锥形，所含原子数为4，价电子数为8，与其互为等电子体的有NH3、H3O+等，故答案为：分子；sp2；三角锥形；NH3、H3O+等；

(4) ①由晶胞的结构可知As与4个Ga相连，而As最外层电子数为5，形成3个共价键既满足8电子稳定结构，可知其中含有配位键，GaN、GaP、GaAs具有相同的晶体类型，熔点逐渐减小，原子半径N