【物质结构与性质】以氮化镓(GaN)为代表的第三代半导体材料目前已成为全球半导体研究的前沿...

【物质结构与性质】

以氮化镓(GaN)为代表的第三代半导体材料目前已成为全球半导体研究的前沿和热点。回答下列问题：

（1）镓为元素周期表第31号元素，镓原子价层电子排布图为___________。

（2）氮所在主族中第一电离能最大的元素是________（填元素符号，下同），镓所在主族中电负性最大的元素是____________________。

（3）传统的氮化镓制备方法是采用GaCl3与NH3在一定条件下反应，该反应的化学方程式为______________。

（4）氮化镓与金刚石具有相似的晶体结构，氮化镓中氮原子与镓原子之间以____相结合，氮化镓属于_______晶体。

（5）下图是氮化镓的晶胞模型：

①氮化镓中镓原子的杂化方式为__________，氮原子的配位数为___________。

②氮化镓为立方晶胞，氮化镓的密度为d g/cm3。列出计算氮化镓晶胞边长a的表达式：a=_______cm。

高三化学填空题中等难度题查看答案及解析

以氮化镓(GaN)为代表的第三代半导体材料目前已成为全球半导体研究的前沿和热点。回答下列问题：

（1）镓为元素周期表第31号元素，镓原子价层电子排布图为__________________。

（2）氮所在主族中第一电离能最大的元素是___________（填元素符号，下同），镓所在主族中电负性最大的元素是_____________________。

（3）传统的氮化镓制备方法是采用CaCl3与NH3在一定条件下反应，该反应的化学方程式为_________________。

（4）氮化镓与金刚石具有相似的晶体结构，氮化镓中氮原子与镓原子之间以__________相结合，氮化镓属于______________晶体。

（5）下图是氮化镓的晶胞模型：

①氮化镓中镓原子的杂化方式为_______________，氮原子的配位数为__________________。

②氮化镓为立方晶胞，氮化镓的密度为。列出计算氮化镓晶胞边长a的表达式：a=_______cm。

高三化学填空题极难题查看答案及解析

以氮化镓(GaN)、砷化镓(GaAs)为代表的第三代半导体材料目前已成为全球半导体研究的前沿和热点，如砷化镓灯泡寿命是普通灯泡的100倍，而耗能即为10%，推广砷化镓等发光二极管（LED）照明，是节能减排的有效举措。请回答下列问题：

(1)基态镓原子的价电子排布式为___。

(2)镓失去电子的逐级电离能(单位：kJ·mol-1)的数值依次为577、1985、2962、6192，由此可推知镓的主要化合价为__和+3。砷的电负性比镓__(填“大”或“小”)。

(3)比较下列镓的卤化物的熔点和沸点，GaCl3、GaBr3、GaI3的熔、沸点依次升高，分析其变化原因：__。

GaF3的熔点超过1000℃，可能的原因是__。

(4)①砷化镓是将(CH3)3Ga和AsH3用MOCVD(金属有机物化学气相淀积)方法制备得到的，该反应在700℃进行，反应的方程式为：___。

②反应物AsH3分子的几何构型为__，(CH3)3Ga中镓原子杂化方式为__。

(5)砷化镓熔点为1238℃，立方晶胞结构如图所示，晶胞参数为a=565pm，As的配位数为__，晶体的密度为__(设NA为阿伏加德罗常数的数值，列出算式即可)g·cm-3。

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析

以氮化镓(GaN)、砷化镓(GaAs)为代表的第三代半导体材料目前已成为全球半导体研究的前沿和热点，如砷化镓灯泡寿命是普通灯泡的100倍，而耗能即为10%，推广砷化镓等发光二极管（LED）照明，是节能减排的有效举措。请回答下列问题：

（1）镓为元素周期表第31号元素，基态镓原子的电子排布式为__________________，核外电子占据最高能层符号为________。

（2）氮化镓与金刚石具有相似的晶体结构，氮化镓中氮原子与镓原子之间以_______键相结合，氮化镓属于_______晶体。

（3）下列说法正确的是________

A．第一电离能：As < Ga　　　　　 B．砷和镓都属于p区元素

C．电负性：As < Ga　　　　　　　 D．半导体GaP、SiC与砷化镓为等电子体

（4）① 砷化镓是将(CH3)3Ga和AsH3用MOCVD(金属有机物化学气相淀积)方法制备得到的，该反应在700℃进行，反应的方程式为：______________________________。

②反应物AsH3分子的几何构型为_________,(CH3)3Ga中镓原子杂化方式为___。

（5）实验测得AsH3沸点比NH3低，其原因是：___________________________。

（6）下图是氮化镓的晶胞模型，氮化镓为立方晶胞，氮化镓的密度为d g/cm3。列式计算氮化镓晶胞边长a的表达式：a=______cm。

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锌是一种常用金属，镓（Ga）的化合物氮化镓（GaN）是制造LED的重要材料，被誉为第三代半导体材料。

I．镓（Ga）是火法冶炼锌过程中的副产品，镓与铝同主族且相邻，化学性质与铝相似。

（1）Ga的原子结构示意图为___________________；

（2） GaN可由Ga和NH3在高温条件下制取，该反应的化学方程式_______________。

（3）下列有关镓和镓的化合物的说法正确的是____________

A．常温下，Ga可与水剧烈反应放出氢气

B．一定条件下，Ga可溶于盐酸和氢氧化钠

C．一定条件下，Ga2O3可与NaOH反应生成盐

D．Ga2O3可由Ga(OH)3受热分解得到

II．锌的冶炼方法有火法和湿法。工业上利用锌焙砂（主要含Zn0、ZnFe2O4，还含有少量CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物）湿法制取金属锌的流程如图所示：

已知：Fe的活泼性强于Ni

（4）ZnFe2O4可以写成ZnO·Fe2O3，ZnFe2O4与H2SO4反应的化学方程式为____　　　　　　 _。

（5）净化I操作分为两步：第一步是将溶液中少量的Fe2+氧化；第二步是控制溶液pH，只使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀。净化I生成的沉淀中还含有溶液中的悬浮杂质，溶液中的悬浮杂质被共同沉淀的原因是________________________。

（6）净化II中加入Zn的目的是_______________________。

（7）常温下，净化I中，如果要使c(Fe3+) < 10-5 mol/L，则应控制溶液pH的范围为_____________。已知：Ksp[Fe(OH)3]=8.0×10-38；lg5=0.7

高三化学实验题极难题查看答案及解析

锌是一种常用金属，镓（Ga）的化合物氮化镓（GaN）是制造LED的重要材料，被誉为第三代半导体材料。

I．镓（Ga）是火法冶炼锌过程中的副产品，镓与铝同主族且相邻，化学性质与铝相似。

⑴Ga的原子结构示意图为 ___________________。

⑵GaN可由Ga和NH3在高温条件下制取，该反应的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

⑶下列有关镓和镓的化合物的说法正确的是____ 。

A．常温下，Ga可与水剧烈反应放出氢气

B．一定条件下，Ga可溶于盐酸和氢氧化钠

C．一定条件下，Ga2O3可与NaOH反应生成盐

D．Ga2O3可由Ga(OH)3受热分解得到

II．锌的冶炼方法有火法和湿法。工业上利用锌焙砂（主要含ZnO、ZnFe2O4，还含有少量CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物）湿法制取金属锌的流程如图所示：

已知：Fe的活泼性强于Ni

⑷ZnFe2O4可以写成ZnO·Fe2O3，ZnFe2O4与H2SO4反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　 。

⑸净化I操作分为两步：第一步是将溶液中少量的Fe2+氧化；第二步是控制溶液pH，只使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀。净化I生成的沉淀中还含有溶液中的悬浮杂质，溶液中的悬浮杂质被共同沉淀的原因是____________________。

⑹净化II中加入Zn的目的是___________________。

⑺常温下，净化I中，如果要使c(Fe3+) < 10-5 mol/L，则应控制溶液pH的范围为_____________。已知：Ksp[Fe(OH)3] = 8.0 × 10-38；lg5 = 0.7

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N和S是重要的非金属元素，聚氮化硫(SN)x是重要的超导材料，目前己成为全球材料行业研究的热点。回答下列问题：

(1)下列电子排布图能表示氮原子的最低能量状态的是_____(填字母)。

A.　 B.　

C.　 D.

(2)S原子的基态原子核外有____个未成对电子，有__________种不同形状的电子云。

(3) S、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为________，列举一种与SCN-互为等电子体的分子为_______。

(4) (CH3)3N中N原子杂化方式为_______；As与N是同主族元素，AsH3的相对分子质量比NH3大，实验测得AsH3沸点比NH3低，其原因是___________。

(5) GaN是一种重要的半导体材料，其晶胞结构和金刚石类似，其晶胞结构如图。

①氮化镓中氮原子与镓原子之间以_______键相结合，与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间构型为_______。

②GaN晶体的晶胞边长为a pm，摩尔质量为M g/mol，阿伏加德罗常数的值为NA，则GaN晶体的密度为_______g•cm-3 (只要求列算式，不必计算出结果，1pm=l0-12m)。

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N和S是重要的非金属元素，聚氮化硫(SN)x是重要的超导材料，目前己成为全球材料行业研究的热点。回答下列问题：

(1)下列电子排布图能表示氮原子的最低能量状态的是_____(填字母)。

A.　 B.　

C.　 D.

(2)S原子的基态原子核外有____个未成对电子，有__________种不同形状的电子云。

(3) S、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为________，列举一种与SCN-互为等电子体的分子为_______。

(4) (CH3)3N中N原子杂化方式为_______；As与N是同主族元素，AsH3的相对分子质量比NH3大，实验测得AsH3沸点比NH3低，其原因是___________。

(5) GaN是一种重要的半导体材料，其晶胞结构和金刚石类似，其晶胞结构如图。

①氮化镓中氮原子与镓原子之间以_______键相结合，与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间构型为_______。

②GaN晶体的晶胞边长为a pm，摩尔质量为M g/mol，阿伏加德罗常数的值为NA，则GaN晶体的密度为_______g•cm-3 (只要求列算式，不必计算出结果，1pm=l0-12m)。

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N和S是重要的非金属元素，聚氮化硫(SN)x是重要的超导材料，目前己成为全球材料行业研究的热点。回答下列问题：

(1)下列电子排布图能表示氮原子的最低能量状态的是_____(填字母)。

A.　 B.　

C.　 D.

(2)S原子的基态原子核外有____个未成对电子，有__________种不同形状的电子云。

(3) S、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为________，列举一种与SCN-互为等电子体的分子为_______。

(4) (CH3)3N中N原子杂化方式为_______；As与N是同主族元素，AsH3的相对分子质量比NH3大，实验测得AsH3沸点比NH3低，其原因是___________。

(5) GaN是一种重要的半导体材料，其晶胞结构和金刚石类似，其晶胞结构如图。

①氮化镓中氮原子与镓原子之间以_______键相结合，与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间构型为_______。

②GaN晶体的晶胞边长为a pm，摩尔质量为M g/mol，阿伏加德罗常数的值为NA，则GaN晶体的密度为_______g•cm-3 (只要求列算式，不必计算出结果，1pm=l0-12m)。

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第三代半导体材料氮化镓(GaN)适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件，通常称为高温半导体材料。回答下列问题：

(1)基态Ga原子价层电子的轨道表达式为_________________________，第一电离能介于N和B之间的第二周期元素有_______种。

(2)HCN分子中σ键与π键的数目之比为_______，其中σ键的对称方式为___________。与CN—互为等电子体的分子为___________。

(3)NaN3是汽车安全气囊中的主要化学成分，其中阴离子中心原子的杂化轨道类型为_________。NF3的空间构型为____________。

(4)GaN、GaP、GaAs都是很好的半导体材料，晶体类型与晶体硅类似，熔点如下表所示，分析其变化原因_________________________________________________________。

(5)GaN晶胞结构如下图所示。已知六棱柱底边边长为a cm，阿伏加德罗常数的值为NA。

① 晶胞中Ga原子采用六方最密堆积方式，每个Ga原子周围距离最近的Ga原子数目为_____________；

② GaN的密度为______________________g·cm−3(用a、NA表示)。

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