Question

【題目】太陽能電池是通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)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(shí)電子排布式為_______________。，其電子占據(jù)的原子軌道數(shù)目為___________個(gè)。

（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(biāo)號a，b，c）。

（3）單晶硅可由二氧化硅制得，二氧化硅晶體結(jié)構(gòu)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(gè)Si原子連接 _________個(gè)十二元環(huán)。

（4）氮化鎵(GaN)的晶體結(jié)構(gòu)如右圖所示。常壓下，該晶體熔 點(diǎn)1700℃，故其晶體類型為_______；判斷該晶體結(jié)構(gòu)中存在配位鍵的依據(jù)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(yīng)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(gòu)型，[B(OH)4]-中原子的成鍵方式用結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)如右圖所示，該物質(zhì)的化學(xué)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(zhì)量為_____________（用含ρ和a的關(guān)系式表示）。

Answer 1

【答案】 1s22s22p63s23p63d10 14 b 12 原子晶體 GaN晶體中，毎1個(gè)Ga原子與4個(gè)N 原子結(jié)合，而Ga原子只有3個(gè)價(jià)電子，故需提供1個(gè)空軌道形成配位鍵 sp3 GeO 1/4ρa(bǔ)3NA10-30 -16

【解析】本題分析：本題主要考查原子結(jié)構(gòu)與晶體結(jié)構(gòu)。

（1）亞銅離子(Cu+)基態(tài)時(shí)電子排布式為1s22s22p63s23p63d10，其電子占據(jù)的原子軌道數(shù)目為14個(gè)。

（2）磷的化合價(jià)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(gè)Si原子連接12個(gè)十二元環(huán)。

（4）常壓下，該晶體熔點(diǎn)1700℃，故其晶體類型為原子晶體；判斷該晶體結(jié)構(gòu)中存在配位鍵的依據(jù)是GaN晶體中，毎1個(gè)Ga原子與4個(gè)N 原子結(jié)合，而Ga原子只有3個(gè)價(jià)電子，故需提供1個(gè)空軌道形成配位鍵。

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

(6)晶胞中含有4個(gè)氧原子，4個(gè)鍺原子，該物質(zhì)的化學(xué)式為GeO。設(shè)鍺的相對原子質(zhì)量為x，則GeO的相對分子質(zhì)量為x+16，根據(jù)題可得4(x+16)=ρgcm-3×(acm×10-10)3NA，x=1/4ρa(bǔ)3NA10-30 -16。