Question

【題目】Cu(In1-xGaxSe2)（簡(jiǎn)稱CIGS）可作多晶膜太陽(yáng)能電池材料，具有非常好的發(fā)展前景。

回答下列問題：

（1）已知銦的原子序數(shù)為49，基態(tài)銦原子的電子排布式為[Kr]___；Ga、In、Se，第一電離能從大到小順序?yàn)?/span>___。

（2）硅與碳位于同主族，碳的化合物中往往有碳碳雙鍵、碳碳三鍵，但是硅的化合物中只存在硅硅單鍵，其主要原因是___。常溫常壓下，SiF4呈氣態(tài)，而SiCl4呈液態(tài)，其主要原因是___。

（3）31Ga可以形成GaCl3·xNH3（x=3、4、5、6）等一系列配位數(shù)為6的配合物，向上述某物質(zhì)的溶液中加入足量AgNO3溶液，有沉淀生成；過濾后，充分加熱濾液有氨氣逸出，且又有沉淀生成，兩次沉淀的物質(zhì)的量之比為1：2。則該溶液中溶質(zhì)的化學(xué)式為___。

（4）SeO32-的立體構(gòu)型為___；SeO2中硒原子采取雜化類型是___。

（5）常見的銅的硫化物有CuS和Cu2S兩種。已知：晶胞中S2-的位置如圖1所示，銅離子位于硫離子所構(gòu)成的四面體中心，它們晶胞具有相同的側(cè)視圖如圖2所示。已知CuS和Cu2S的晶胞參數(shù)分別為apm和bpm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA。

①CuS晶體中，相鄰的兩個(gè)銅離子間的距離為___pm。

②Cu2S晶體中，S2-的配位數(shù)為___。

③Cu2S晶體的密度為ρ=___g·cm-3（列出計(jì)算式即可）。

Answer 1

【答案】4d105s25p1 Se>Ga>In 硅原子半徑大于碳，硅原子的原子軌道肩并肩重疊程度小，形成三鍵、三鍵不穩(wěn)定 組成、結(jié)構(gòu)相似、四氯化硅的相對(duì)分子質(zhì)量較大 [Ga(NH3)4Cl2]Cl 三角錐形 sp2 a 8

【解析】

Ga與In同主族，Se與Ga同周期；碳與硅同主族，碳原子半徑小于硅原子半徑；硒原子的價(jià)層電子數(shù)為4，其中為1個(gè)孤對(duì)電子對(duì)、3個(gè)成鍵電子對(duì)；CuS晶胞中S2-位于晶胞的頂點(diǎn)和面心上，銅離子位于體內(nèi)，配位數(shù)為4。

（1）鎵原子的質(zhì)子數(shù)為49，電子排布是為1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p1，簡(jiǎn)寫為[Kr] 4d105s25p1；Ga與In同主族，Se與Ga同周期，同一主族從上到下第一電離能逐漸減小，同周期從左到右第一電離能逐漸增大，則第一電離能從大到小順序?yàn)?/span>Se>Ga>In。

（2）碳碳雙鍵、碳碳叁鍵都有鍵，硅原子的半徑大于碳原子，硅原子的原子軌道肩并肩重疊程度小于碳原子，鍵不穩(wěn)定。四氯化硅、四氟化硅都是分子構(gòu)成的物質(zhì)，組成、結(jié)構(gòu)相似，四氯化硅的相對(duì)分子質(zhì)量大于四氟化硅，故四氯化硅的分子間作用力較大，沸點(diǎn)較高。

（3）向上述某配合物的溶液中加入足量AgNO3溶液，有沉淀生成；過濾后，充分加熱濾液有氨氣逸出，且又有沉淀生成，兩次沉淀的物質(zhì)的量之比為1：2，說明該配合物內(nèi)界和外界中含氯離子的個(gè)數(shù)比為2:1，由于Ga3+的配位數(shù)為6，則該配合物的化學(xué)式為[Ga(NH3)4Cl2]Cl。

（4）SeO32-中硒原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，其中為1個(gè)孤對(duì)電子對(duì)、3個(gè)成鍵電子對(duì)，故它的立體構(gòu)型為三角錐形；二氧化硒分子中硒原子價(jià)層有3個(gè)電子對(duì)，采取sp2雜化。

（5）①由題意可知，銅離子位于互不相鄰的四面體中心，因此相鄰的兩個(gè)銅離子間的距離為a pm。

②銅離子配位數(shù)為4，根據(jù)化學(xué)式為Cu2S，得出S2-的配位數(shù)為8。

③Cu2S晶體中含有8個(gè)銅離子、4個(gè)硫離子，故晶體的密度為ρ=

g·cm-3。