半导体材料工程师考试题

解：（1）Ga原子是31号元素，根据构造原理写出Ga原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1，故答案为：1s22s22p63s23p63d104s24p1；（2）GaN晶体结构与单晶硅相似，GaN属于原子晶体，每个Ga原子与4个N原子相连，与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间构型为正四面体，故答案为：4；正四面体；（3）GaN晶体结构与单晶硅相似，GaN属于原子晶体，故答案为：原子；（4）碳原子可以形成4个碳碳单键，所以每个As应与4个Ga相连，金刚石中含有的化学键是共价键，所以该物质中含有的化学键是极性键，单键为σ键，又因为砷原子还有1对孤对电子，而镓原子有容纳孤对电子的空轨道，所以还可以构成配位键，故答案为：BEG；（5）晶胞中Ga位于体内，数目为4，As原子位于顶点和面心，数目为8×18+6×12=4，则晶胞质量为4×(70+75)g/×1023mol?1，晶胞体积为（564×10-10cm）33，则密度为4×(70+75)×1023×(564×10?10)3=；a位置As原子与b位置Ga原子之间的距离为晶体体对角线的14，则距离为14×3×564×10-10cm=1413，故答案为：；1413．

（1） （2）N      B （3）GaCl 3 ＋NH 3 =GaN＋3HCl（4）共价键    原子（5）①sp 3      4     ② 试题分析：（1）镓为元素周期表第31号元素，在元素周期表中的位置是位于第四周期第ⅢA。镓原子价层电子排布图为 。（2）氮在第ⅤA.在第ⅤA的元素中，由于N原子半径最小，原子核外的最外层电子处于半充满的稳定状态。所以其第一电离能最大。镓在元素周期表第ⅢA。该主族中元素中电负性最大的元素是原子半径最小的B元素。（3）用CaCl 3 与NH 3 在一定条件下反应制备氮化镓，根据质量守恒定律可得该反应的化学方程式为GaCl 3 ＋NH 3 =GaN＋3HCl。 （4）氮化镓与金刚石具有相似的晶体结构，金刚石的C原子之间以共价键结合，是原子晶体。所以氮化镓中氮原子与镓原子之间以共价键相结合，氮化镓属于原子晶体。（5） ①每个镓与4个N形成共价键，这四个N构成正四面体结构。每个N与4个Ga形成共价键，这四个Ga构成正四面体结构。所以氮化镓中镓原子的杂化方式为sp 3 。氮原子的配位数为4. ②在每个晶胞中含有Ga：8×1/8+1=2,含有N：4×1/4+1=2.即每个晶胞中含有2个GaN。氮化镓晶胞边长a。则 ，所以整理得： 。