Question

【題目】銅、鎵、硒、硅等元素的化合物是生產(chǎn)第三代太陽(yáng)能電池的重要材料。請(qǐng)回答：

（1）基態(tài)銅原子的電子排布式為 ；已知高溫下CuO→Cu2O＋O2，從銅原子價(jià)層電子結(jié)構(gòu)(3d和4s軌道上應(yīng)填充的電子數(shù))變化角度來(lái)看，能生成Cu2O的原因是 。

（2）硒、硅均能與氫元素形成氣態(tài)氫化物，則它們形成的組成最簡(jiǎn)單的氫化物中，分子構(gòu)型分別為 ，若“Si—H”中共用電子對(duì)偏向氫元素，氫氣與硒反應(yīng)時(shí)單質(zhì)硒是氧化劑，則硒與硅的電負(fù)性相對(duì)大小為Se Si(填“>”、“<”)。

（3）SeO2常溫下白色晶體，熔點(diǎn)為340～350℃，315℃時(shí)升華，則SeO2固體的晶體類型為 ；若SeO2類似于SO2是V型分子，則Se原子外層軌道的雜化類型為 。

（4）與鎵元素處于同一主族的硼元素具有缺電子性(價(jià)電子數(shù)少于價(jià)層軌道數(shù))，其化合物可與具有孤對(duì)電子的分子或離子生成配合物，如BF3能與NH3反應(yīng)生成BF3·NH3。BF3·NH3中B原子的雜化軌道類型為 ，B與N之間形成 鍵。

（5）金剛砂(SiC)的硬度為9.5，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示；則金剛砂晶體類型為 ，在SiC中，每個(gè)C原子周圍最近的C原子數(shù)目為 個(gè)；若晶胞的邊長(zhǎng)為a pm，則金剛砂的密度表達(dá)式為 g/cm3。

Answer 1

【答案】

（1）1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1； CuO中銅的價(jià)層電子排布為3d 94s0，Cu2O中銅的價(jià)層電子排布為3d10，后者處于穩(wěn)定的全充滿狀態(tài)而前者不是

（2）V形、正四面體；＞

（3）分子晶體；sp2

（4）sp3；配位

（5）原子晶體；12；或

【解析】

試題分析：（1）Cu元素為29號(hào)元素，原子核外有29個(gè)電子，所以核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d104s1；CuO中銅的價(jià)層電子排布為3d94s0(1分)，Cu2O中銅的價(jià)層電子排布為3d10，3d10為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以在高溫時(shí)，能生成Cu2O；

（2）硒、硅均能與氫元素形成氣態(tài)氫化物分別為H2Se，SiH4，其分子結(jié)構(gòu)分別V形，正四面體；若“Si-H”中鍵合電子偏向氫原子，說(shuō)明硅顯正價(jià)，氫氣與硒反應(yīng)時(shí)單質(zhì)硒是氧化劑，硒顯負(fù)價(jià)，所以硒與硅的電負(fù)性相對(duì)大小為Se＞Si；

（3）SeO2常溫下白色晶體，熔、沸點(diǎn)低，為分子晶體；二氧化硒分子中價(jià)層電子對(duì)=2+(6-2×2)=3，Se原子的雜化類型為sp2，且含有一個(gè)孤電子對(duì)，所以屬于V形；

（4）BF3NH3中B原子含有3個(gè)σ 鍵和1個(gè)配位鍵，所以其價(jià)層電子數(shù)是4，B原子采取sp3雜化，該化合物中，B原子提供空軌道的原子、N原子提供孤電子對(duì)，所以B、N原子之間形成配位鍵；

（5）金剛砂(SiC)的硬度為9.5，屬于原子晶體；每個(gè)碳原子連接4個(gè)硅原子，每個(gè)硅原子又連接其它3個(gè)碳原子，所以每個(gè)碳原子周圍最近的碳原子數(shù)目為3×4=12；該晶胞中C原子個(gè)數(shù)=8×+6×=4，Si原子個(gè)數(shù)為4，晶胞邊長(zhǎng)=a×10-10cm，體積V=(a×10-10cm)3，ρ==gcm3=gcm3。