我国科研人员成功攻克了5G通信芯片制造中关键材料化锦（GaN）的研制难题。请回答下列问题：
（1）基态Ga原子的核外电子排布式

[Ar]3d¹⁰4s²4p¹

[Ar]3d¹⁰4s²4p¹

，基态N原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为

哑铃形

哑铃形

。
（2）下列状态的N原子或离子在跃迁时，用光谱仪可捕捉到发射光谱的是

BD

BD

（填序号，下同），失去一个电子所需能量最低的是

B

B

。
A.1s²2s²2p_x¹2p_y¹2p_x¹
B.1s²2s²2p_x¹2p_y¹3s¹
C.1s²2s²2p_x¹2p_y¹
D.1s²2s²2p_x¹3s¹
（3）氮元素的常见含氧酸根离子为NO₃^-，其空间构型为

平面三角形

平面三角形

，NO₃^-和Co²⁺可形成配离子[Co（NO₃）₄]^2-，lmol该配离子中含有的σ键的物质的量为

16

16

mol。

（4）NH₃分子在独立存在时H-N-H键角为107°。图1是[Zn（NH₃）₆]²⁺离子的部分结构以及H-N-H键角的测量值。请解释NH₃形成图1配合物后H-N-H键角变大的原因：

NH₃分子中N原子的孤电子对进入Zn²⁺的空轨道形成配位键后，原孤电子对与成键电子对间的排斥作用变为成键电子对间的排斥，排斥作用减弱

NH₃分子中N原子的孤电子对进入Zn²⁺的空轨道形成配位键后，原孤电子对与成键电子对间的排斥作用变为成键电子对间的排斥，排斥作用减弱

。
（5）已知氮化硼、氮化铝、氮化镓的熔点如表。从结构的角度分析它们熔点不同的原因是

BN、AlN、GaN都属于共价晶体，键长：B-N＜Al-N＜Ga-N，共价晶体熔沸点与键长成反比，则晶体熔点：BN＞AlN＞GaN

BN、AlN、GaN都属于共价晶体，键长：B-N＜Al-N＜Ga-N，共价晶体熔沸点与键长成反比，则晶体熔点：BN＞AlN＞GaN

。

物质	BN	AlN	GaN
熔点/℃	3000	2249	1700

（6）GaN可采用MOCVD（金属有机物化学气相淀积）技术制得：以非极性分子三甲基镓（CH₃）₃Ga为原料，其与NH₃发生系列反应得到GaN和另一种产物，该过程的化学方程式为：

Ga（CH₃）₃+NH₃=3CH₄+GaN

Ga（CH₃）₃+NH₃=3CH₄+GaN

。（CH₃）₃Ga中Ga原子的杂化方式为

sp²

sp²

。
（7）氮化镓晶胞结构可看作金刚石晶胞内部的碳原子被N原子代替（如图2中b），顶点和面心的碳原子被Ga原子代替（如图2中a）。

以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标。若沿y轴投影的晶胞中所有原子的分布如图3所示，原子4的分数坐标是

（0.75，0.75，0.75）

（0.75，0.75，0.75）

。GaN晶体中镓原子核间最近距离为apm,GaN摩尔质量为Mg•mol^-1，设阿伏加德罗常数的值为N₀，则GaN晶体的密度为

2

M

×

1

0

-

30

a

3

N

0

2

M

×

1

0

-

30

a

3

N

0

g•cm^-3（用字母表示）。