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

1. 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

     （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：  。    

2. 氮化镓材料GaN 半导体材料有哪些组成？

GaN
中文名：氮化嫁。六方晶系铅锌矿型结构，为直接带隙半导体。室温禁带宽度3.39eV。电子和空穴有效惯性质量分别为0.19和0.6。电阻率>107Ω·m，电子迁移率 (1.25～1.50)×10-2m2/(V·s)。采用化学气相淀积法制备。 
GaN材料的研究与应用是全球半导体研究的热点，是研制微电子器件、光电子器件的新型半导体材料，并与SIC、金刚石等半导体材料一起，被誉为是继第一代Ge、Si半导体材料、第二代GaAs、InP化合物半导体材料之后的第三代半导体材料。它具有宽的直接带隙、强的原子键、高的热导率、化学稳定性好(几乎不被任何酸腐蚀)等性质和强的抗辐照能力，在光电子、高温大功率器件和高频微波器件应用方面有着广阔的前景。 
GaN材料系列具有低的热产生率和高的击穿电场，是研制高温大功率电子器件和高频微波器件的重要材料。工程师用GaN材料制备出了金属场效应晶体管(MESFET)、异质结场效应晶体管(HFET)、调制掺杂场效应晶体管(MODFET)等新型器件。GaN较宽的禁带宽度(3.4eV) 及蓝宝石等材料作衬底，散热性能好，有利于器件在大功率条件下工作。 
GaN材料系列是一种理想的短波长发光器件材料，GaN及其合金的带隙复盖了从红色到紫外的光谱范围。自从1991年日本研制出同质结GaN蓝色 LED之后，InGaN/AlGaN双异质结超亮度蓝色LED、InGaN单量子阱GaNLED相继问世。目前，GaN LED的应用已经普遍，您每天都可能会见到它的身影，在交通信号灯里、彩色视频广告牌上、小孩的玩具中、甚至闪光灯里。GaN LED的成功不仅仅引发了光电行业中的革命。它还帮助人们投入更多的资金和注意力来发展大功率高频率GaN晶体管。

3. （1）第ⅢA、ⅤA元素组成的化合物GaN、GaP、GaAs等是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与单晶硅相似

（1）Ga原子是31号元素，Ga原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1；GaN晶体结构与单晶硅相似，GaN属于原子晶体，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：1s22s22p63s23p63d104s24p1；正四面体；原子；（2）微粒间形成配位键的条件是：一方是能够提供孤电子对的原子或离子，另一方是具有能够接受孤电子对的空轨道的原子或离子，故答案为：能够接受孤电子对的空轨道；（3）①在元素周期表中同一周期从左到右元素的电负性逐渐增强，同一主族从上到下元素的电负性逐渐减弱，可知电负性强弱顺序为O＞N＞H，故答案是：O＞N＞H；②SO2分子中含有2个δ键，孤电子对数=6?2×22=1，所以分子为V形，SnCl4含有的价层电子数为50，并含有5个原子，与之为电子体的离子有SO42-、SiO44-等，故答案为：V形； SO42-、SiO44-等；③乙二胺分子中氮原子形成4个δ键，价层电子对数为4，氮原子为sp3杂化，乙二胺分子间可以形成氢键，物质的熔沸点较高，而三甲胺分子间不能形成氢键，熔沸点较低，故答案为：sp3杂化；乙二胺分子间可以形成氢键，三甲胺分子间不能形成氢键；④）②中所形成的配离子中含有的化学键中N与Cu之间为配位键，C-C键为非极性键，C-N、N-H、C-H键为极性键，不含离子键，故答案为：abd；  ⑤从CuCl的晶胞可以判断，每个铜原子与4个Cl距离最近且相等，即Cu的配位数为4，根据化学式可知Cl的配位数也为4，故答案为：4．

4. 氮化镓有哪些特点？可以制造哪些器件

氮化镓有哪些特点？
氮化镓号称第三代半导体核心材料。相对硅而言，氮化镓拥有更宽的带隙，宽带隙也意味着，氮化镓能比硅承受更高的电压，拥有更好的导电能力。简而言之两种材料在相同体积下，氮化镓比硅的效率高出不少。如果氮化镓替换现在所有电子设备，可能会让电子产品的用电量再减少10%或者25%。

可以制造哪些器件？
太远离生活的产品不说，采用氮化镓为材料基础做出的充电器，能够实现更好的功率，带来更小的体积。早期的氮化镓材料被运用到通信、军工领域，随着技术的进步以及人们的需求，氮化镓产品已经走进了我们生活中，在充电器中的应用也逐步布局开来。

氮化镓是目前全球最快功率开关器件之一，并且可以在高速开关的情况下仍保持高效率水平，能够应用于更小的变压器，让充电器可以有效缩小产品尺寸。比如导入USB PD快充参考设计，使目前常见的45W适配器设计可以采用30W或更小的外形设计。

5. GaAs(砷化镓)是仅次于硅的一种新型化合物半导体材料，其性能比硅更优越。Ga位于周期表的第ⅢA族，As位于

        硅  四氟化硅   二氧化硅   硅酸钠硅酸            由硅元素的特征性质推断。    

6. 氮化镓有哪些特点？可以制造哪些器件？

氮化镓有哪些特点？
氮化镓号称第三代半导体核心材料。相对硅而言，氮化镓拥有更宽的带隙，宽带隙也意味着，氮化镓能比硅承受更高的电压，拥有更好的导电能力。简而言之两种材料在相同体积下，氮化镓比硅的效率高出不少。如果氮化镓替换现在所有电子设备，可能会让电子产品的用电量再减少10%或者25%。

可以制造哪些器件？
太远离生活的产品不说，采用氮化镓为材料基础做出的充电器，能够实现更好的功率，带来更小的体积。早期的氮化镓材料被运用到通信、军工领域，随着技术的进步以及人们的需求，氮化镓产品已经走进了我们生活中，在充电器中的应用也逐步布局开来。

氮化镓是目前全球最快功率开关器件之一，并且可以在高速开关的情况下仍保持高效率水平，能够应用于更小的变压器，让充电器可以有效缩小产品尺寸。比如导入USB PD快充参考设计，使目前常见的45W适配器设计可以采用30W或更小的外形设计。

7. 请完成下列各题：第ⅢA、ⅤA元素组成的化合物GaN、GaP、GaAs等是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与

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/mol6.02×1023mol?1，晶胞体积为（564×10-10cm）33，则密度为4×(70+75)6.02×1023×(564×10?10)3=5.37g/cm3；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：5.37；1413．

8. 以氮化镓（GaN）、碳化硅、金刚石等为代表的第三代半导体材料具有高发光效率、抗腐蚀、化学稳定性好、高

（1）氮、镓、碳、硅四种元素原子半径最小的是N，位于第二周期第ⅤA主族；C原子序数最小，原子核外有2个电子层，最外层电子数为4，原子结构示意图为，故答案为：第二周期第ⅤA主族；；（2）设镓的另一核素质量数为x，则69×60.1%+x×（1-60.1%）=69.72，解得x=71，的质子数=13+18=31，故该同位素符号为3171Ga，故答案为：3171Ga；（3）①氢氧化镓与氢氧化铝的性质相似，氢氧化镓的电离方程式为：H++H2O+GaO2-?Ga（OH）3?Ga3++3OH-，故答案为：H++H2O+GaO2-?Ga（OH）3?Ga3++3OH-；②所得的溶液中存在平衡：H++H2O+GaO2-?Ga（OH）3，H++H2O+AlO2-?Al（OH）3，Al（OH）3的电离平衡常数更小，故溶液中通入二氧化碳，先析出Al（OH）3沉淀，故答案为：Al（OH）3．