GaN晶体中为什么Ga原子会与4个N原子链接（山东2007高考题)

来源：学生作业帮编辑：作业帮分类：化学作业时间：2024/05/16 14:34:33

GaN晶体中为什么Ga原子会与4个N原子链接（山东2007高考题)
很奇怪啊,Ga是第三主族元素,外围仅3个电子,而N为第五主族元素,外围有5个电子,从理论上说应该只与3个N原子相连啊.为什么会凭空多出一根价键呢?是因为Ga是金属元素,有空轨道成了配位键吗?如果是那又怎么解释同族元素B所成的立方氮化硼也是B与4个N原子相连呢（虽然用等电子体理论可以说明）?

GaN中的成键方式确实是Ga和N各用三个成单电子形成三个共价键,再用Ga的空轨道和N的孤电子对形成第四个共价键——配位键；由于成键后四条化学键无法区分,因此其结构与SiC是一样的,与BN也相同；等价电子体就具有相似的结构.
但等价电子体的差异也是有的,如BN因为参与成键的两种原子B和N的原子半径都很小,因此形成pi键能力强,还可以形成象石墨一样的层状结构；而GaN和SiC中因Ga或Si的原子半径较大,形成pi键的能力较差,石墨的层状结构就难以形成,只能形成类金刚石的三维网状结构.

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