题目

题型：不详难度：来源：

镓(Ga)、锗(Ge)、砷(As)、硒(Se)均为第四周期的元素，它们在高科技尖端科学特别是信息领域有着广泛的用途。试回答下列问题：
（1）基态锗原子的价电子排布式为_________________________________。
（2）沸点:NH₃________AsH₃(填“＞”、“＜”或“＝”，原因是_____________________。
（3）某砷的氧化物俗称“砒霜”，其分子结构如图所示，该化合物的分子式为_______,As原子采取__________杂化。

（4）H₂SeO₄和H₂SeO₃是硒的两种含氧酸，请根据结构与性质的关系，解释H₂SeO₄比H₂SeO₃酸性强的原因________________________。
（5）砷化镓可由(CH₃)₂Ga和AsH₃在700℃下反应制得，反应的方程式为_________________；砷化镓的晶胞结构如下图所示，其晶胞边长为a pm，则每立方厘米该晶体中所含砷元素的质量为____________g(用N_A表示阿伏加德罗常数的值）。

答案

（1）4s²4p²（1分）
（2）＞（1分，写“大于”不得分） NH₃分子间存在氢键，所以NH₃沸点高于AsH₃ (2分，只要指明NH₃分子间存在氢键即可)
（3）As₄O₆（1分）    sp³（1分）
（4）H₂SeO₄和H₃SeO₃可表示为(HO)₂SeO₂和(HO)₃Se，H₂SeO₃中的Se为+4价，而H₂SeO₄中的Se为+6价，导致Se-O-H中的O的电子更向Se偏移，越易电离出H⁺(2分，合理答案即可)
（5）(CH₃)₃Ga + AsH₃GaAs + 3CH₄（2分，不写反应条件不扣分，化学式写错、不配平不得分）； (2分，合理答案即可)

解析

试题分析：（1）锗是第四周期第ⅣA族元素，原子序数是32，所以依据核外电子排布规律可知，基态锗原子的价电子排布式为4s²4p²；
（2）由于氮元素的非金属性强，因此NH₃分子间存在氢键，所以NH₃沸点高于AsH₃沸点；
（3）根据分子结构可知，分子内含有6个氧原子，4个砷原子，化学式为As₄O₆。由于每个As原子形成3个共价键，又因为中心原子还有1对孤对电子，所以采用的是sp³杂化；
（4）由于H₂SeO₄和H₃SeO₃可表示为(HO)₂SeO₂和(HO)₃Se，H₂SeO₃中的Se为+4价，而H₂SeO₄中的Se为+6价，导致Se-O-H中的O的电子更向Se偏移，越易电离出H⁺，所以H₂SeO₄比H₂SeO₃酸性强；
（5）砷化镓可由(CH₃)₂Ga和AsH₃在700℃下反应制得，则根据原子守恒可知，另外一种生成物是甲烷，则该反应的方程式为(CH₃)₃Ga + AsH₃GaAs + 3CH₄；根据晶胞结构可知GaAs晶体中，每个As与4个Ga相连，且As原子全部在晶胞里面，共计是4个。晶胞边长为a pm，所以晶胞的体积
是a³pm³，所以每立方厘米含该晶胞的个数是，因此含有的As原子个数是×4，物质的量是mol，所以As元素的质量是mol×75g/mol＝g。