Question

15．太陽能電池板材料除單晶硅外，還有銅、銦、鎵、硒等化學物質(zhì)．
（1）基態(tài)硅原子的電子排布式：1s²2s²2p⁶3s²3p²．
（2）有一類組成最簡單的有機硅化合物叫硅烷．硅烷的組成、結構與相應的烷烴相似．硅烷的通式為Si_nH_2n+2，硅烷中硅采取sp³雜化方式，硅烷的沸點與相對分子質(zhì)量的關系如圖所示，呈現(xiàn)這種變化的原因是硅烷的相對分子質(zhì)量越大，分子間范德華力越強．
（3）硒和硫同為VIA族元素，與其相鄰的元素有砷和溴，則三種元素的電負性由小到大的順序為As＜Se＜Br．（用元素符號表示）
（4）氣態(tài)SeO₃分子的立體構型為平面三角形，與SeO₃互為等電子體的一種離子為CO₃^2-或NO₃^-（填化學式）．
（5）一種銅金合金晶體具有面心立方最密堆積結構，在晶胞中金原子位于頂點，銅原子位于面心，則該合金中金原子（Au）與銅原子（Cu）個數(shù)比為1：3；若該晶體的晶胞棱長為a pm，則該合金密度為$\frac{\frac{197+64×3}{N{\;}_{A}}}{（a×10{\;}^{-10}）{\;}^{3}}$g/cm³．（列出計算式，不要求計算結果，阿伏伽德羅常數(shù)的值為N_A）

Answer 1

分析 （1）硅是14號元素，根據(jù)原子核外電子排布規(guī)律可以寫出電子排布式；
（2）根據(jù)硅烷的分子式得出，硅烷的通式為：Si_nH_2n+2，又硅烷的組成、結構與相應的烷烴相似，所以硅烷中硅采取sp³雜化方式；根據(jù)Si_nH_2n+2都是分子晶體，分子晶體的沸點高低取決于分子間作用力，而分子間作用力與相對分子質(zhì)量的大小有關，據(jù)此答題；
（3）砷、硒、溴三種元素都是第4周期非金屬元素，同一周期元素自左而右電負性呈增大趨勢，故電負性Br＞Se＞As，據(jù)此答題；
（4）氣態(tài)SeO₃分子中中心原子的價層電子對數(shù)可以判斷分子構型；根據(jù)等電子體要求原子總數(shù)相同，價電子數(shù)相同來確定；
（5）利用均攤法計算兩種金屬原子個數(shù)之比，根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計算．

解答 解：（1）硅是14號元素，根據(jù)原子核外電子排布規(guī)律可以寫出電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p²，故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p²；      
（2）根據(jù)硅烷的分子式得出，硅烷的通式為：Si_nH_2n+2，又硅烷的組成、結構與相應的烷烴相似，所以硅烷中硅采取sp³雜化方式；硅烷（Si_nH_2n+2）都是分子晶體，分子晶體的沸點高低取決于分子間作用力，而分子間作用力與相對分子質(zhì)量的大小有關，硅烷的相對分子質(zhì)量越大，分子間范德華力越強，故答案為：Si_nH_2n+2；sp³；硅烷的相對分子質(zhì)量越大，分子間范德華力越強；
（3）砷、硒、溴三種元素都是第4周期非金屬元素，同一周期元素自左而右電負性呈增大趨勢，故電負性As＜Se＜Br，故答案為：As＜Se＜Br；
（4）氣態(tài)SeO₃分子中中心原子的價層電子對數(shù)為$\frac{6+0}{2}$=3，無孤電子對，所以分子構型為平面三角形，又等電子體要求原子總數(shù)相同，價電子數(shù)相同，所以與SeO₃互為等電子體的一種離子為CO₃^2-或NO₃^-；故答案為：平面三角形；CO₃^2-或NO₃^-；   
（5）在晶胞中，Au原子位于頂點，Cu原子位于面心，該晶胞中Au原子個數(shù)=8×$\frac{1}{8}$=1，Cu原子個數(shù)=6×$\frac{1}{2}$=3，所以該合金中Au原子與Cu原子個數(shù)之比=1：3，
晶胞體積V=（a×10^-10cm）³，每個晶胞中銅原子個數(shù)是3、Au原子個數(shù)是1，則ρ=$\frac{\frac{197+64×3}{N{\;}_{A}}}{（a×10{\;}^{-10}）{\;}^{3}}$g•cm^-3，
故答案為：1：3；$\frac{\frac{197+64×3}{N{\;}_{A}}}{（a×10{\;}^{-10}）{\;}^{3}}$．

點評 本題主要考查了核外電子排布、第一電離能、分子空間構型、雜化方式、晶胞密度的計算，難度中等，解題時要注意對基本知識的靈活運用．