Question

【題目】太陽能電池是通過光電效應或者光化學效應直接把光能轉化成電能的裝置。其材料有單晶硅，還有銅、鍺、鎵、硒等化合物。

（1）亞銅離子(Cu+)基態(tài)時電子排布式為_______________。，其電子占據的原子軌道數目為___________個。

（2）左下圖表示碳、硅和磷元素的四級電離能變化趨勢，其中表示磷的曲線是_______________（填標號a，b，c）。

（3）單晶硅可由二氧化硅制得，二氧化硅晶體結構如上圖所示，在二氧化硅晶體中，Si、 O原子所連接的最小環(huán)為十二元環(huán)，則每個Si原子連接 _________個十二元環(huán)。

（4）氮化鎵(GaN)的晶體結構如右圖所示。常壓下，該晶體熔 點1700℃，故其晶體類型為_______；判斷該晶體結構中存在配位鍵的依據是________________。

（5）與鎵元素處于同一主族的硼元素具有缺電子性，因而硼酸(H3BO3)在水溶液中能與水反應生成[B(OH)4]-。[B(OH)4]-中B原子的雜化軌道類型為________________；不考慮空間構型，[B(OH)4]-中原子的成鍵方式用結構簡式表示為_______________________；

（6）某光電材料由鍺的氧化物與銅的氧化物按一定比例熔合而成，其中鍺的氧化物晶胞結構如右圖所示，該物質的化學式為________。已知該晶 體密度為ρg．cm-3，晶胞邊長為a pm。則鍺的相對原子質量為_____________（用含ρ和a的關系式表示）。

Answer 1

【答案】 1s22s22p63s23p63d10 14 b 12 原子晶體 GaN晶體中，毎1個Ga原子與4個N 原子結合，而Ga原子只有3個價電子，故需提供1個空軌道形成配位鍵 sp3 GeO 1/4ρa3NA10-30 -16

【解析】本題分析：本題主要考查原子結構與晶體結構。

（1）亞銅離子(Cu+)基態(tài)時電子排布式為1s22s22p63s23p63d10，其電子占據的原子軌道數目為14個。

（2）磷的化合價易呈+3，b曲線的第四電離能突增，所以表示磷的曲線是b。

（3）在二氧化硅晶體中，Si、O原子所連接的最小環(huán)為十二元環(huán)，則每個Si原子連接12個十二元環(huán)。

（4）常壓下，該晶體熔點1700℃，故其晶體類型為原子晶體；判斷該晶體結構中存在配位鍵的依據是GaN晶體中，毎1個Ga原子與4個N 原子結合，而Ga原子只有3個價電子，故需提供1個空軌道形成配位鍵。

（5）[B(OH)4]-中B原子的價層電子對是4，其雜化軌道類型為sp3；不考慮空間構型，[B(OH)4]-中原子的成鍵方式用結構簡式表示為：；

(6)晶胞中含有4個氧原子，4個鍺原子，該物質的化學式為GeO。設鍺的相對原子質量為x，則GeO的相對分子質量為x+16，根據題可得4(x+16)=ρgcm-3×(acm×10-10)3NA，x=1/4ρa3NA10-30 -16。