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...
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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)基形态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(GaAs)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(CH3)3Ga和AsH3反应制得。在常温常压下,(CH3)3G为无*透明液体,则(CH3)3G固体属于__________晶体,(CH3)3Ga中Ga原子的杂化方式为________;AsH3分子的空间构型为_______________;与AsH3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p nm,则砷化镓晶体的密度为_____________________________________g·cm-3。
【回答】
(1)(1分) 哑铃形或纺锤形(1分)
(2)N>As>Ga(1分)
(3)分子(1分) sp2(1分) 三角锥形(1分) NH3、H3O+ 等(2分)
(4)①有(1分) 原子半径N<P<As,键长Ga-N<Ga-P<Ga-As,键能Ga-N>Ga-P>Ga-As,故GaN、GaP、GaAs熔点逐渐降低(2分) ② (2分) ③×1021(2分)
知识点:物质结构 元素周期律
题型:综合题
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