Question

常見的太陽能電池有單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池、GaAs太陽能電池及銅銦鎵硒薄膜太陽能電池等．
（1）Cu⁺在基態(tài)時的價電子排布式為

 

（Cu的原子序數(shù)：29）；
（2）砷、碲是第四周期的相鄰元素，已知砷的第一電離能（947kJ?mol^-1）大于碲（941kJ?mol^-1），請從原子結(jié)構(gòu)的角度加以解釋

 

；
（3）As₂O₃俗名砒霜，是一種劇毒物質(zhì)．法醫(yī)檢驗砒霜中毒的方法是：向試樣中加入鋅粉和鹽酸，如果有砒霜，將生成無色氣體AsH₃，將氣體導(dǎo)入熱玻璃管會分解成亮黑色的“砷鏡”，這就是著名的“馬氏驗砷法”．請用化學方程式表示檢驗原理：

 

、

 

；
（4）硼酸（H₃BO₃）在水溶液中易結(jié)合一個OH^-生成[B（OH）₄]^-，而顯示弱酸性[B（OH）₄]^-中B原子的雜化類型為

 

；
（5）科學家把C₆₀和鉀摻雜在一起得到一種富勒烯化合物，其晶胞如圖所示，該物質(zhì)在低溫時是一種超導(dǎo)體，該物質(zhì)中K原子和C₆₀分子的個數(shù)比為

 

；
（6）NCl₃分子的價層電子對互斥理論模型為

 

，Si₆₀分子中每個硅原子只跟相鄰的3個硅原子形成共價鍵，且每個硅原子最外層都滿足 8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則分子中π鍵的數(shù)目為

 

．

Answer 1

考點：原子核外電子排布,共價鍵的形成及共價鍵的主要類型,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：原子組成與結(jié)構(gòu)專題,化學鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）Cu原子失去1個電子生成Cu⁺，Cu⁺核外有28個電子，失去的電子數(shù)是其最外層電子數(shù)，根據(jù)構(gòu)造原理書寫Cu⁺基態(tài)核外電子排布式；
（2）根據(jù)砷、硒價電子排布誰更穩(wěn)定分析；
（3）根據(jù)題目信息砒霜、鋅粉和鹽酸為反應(yīng)物，生成物之一為AsH₃，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可寫出反應(yīng)的化學方程式；
（4）根據(jù)價層電子對互斥理論確定其雜化方式，價層電子對數(shù)=σ鍵數(shù)+孤對電子對數(shù)；
（5）利用均攤法確定K原子和C₆₀分子的個數(shù)比；
（6）根據(jù)價電子對互斥理論確定微粒的理論模型；利用均攤法計算共價鍵數(shù)目；

解答： 解：（1）Cu原子失去1個電子生成Cu⁺，Cu⁺核外有28個電子，失去的電子數(shù)是其最外層電子數(shù)，根據(jù)構(gòu)造原理知Cu⁺基態(tài)核外電子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰或[Ar]3d¹⁰ ，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰或[Ar]3d¹⁰ ；
（2）砷的價電子排布式是4s²4p³，4p軌道上的電子處于半充滿狀態(tài)，比較穩(wěn)定，氣態(tài)原子失去一個電子需要的能量比較大，而硒的價電子排布式是4s² 4p⁴，4p軌道上失去一個電子才處于半充滿狀態(tài)，故第一電離能較小，
故答案為：砷的價電子排布式4s²2p³，4 p軌道處于半充滿狀態(tài)，比較穩(wěn)定，所以氣態(tài)原子失去一個電子需要的能量大；
（3）根據(jù)題目信息砒霜、鋅粉和鹽酸為反應(yīng)物，生成物之一為AsH₃，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可寫出反應(yīng)的化學方程式As₂O₃+12HCl+6Zn=6ZnCl₂+2AsH₃↑+3H₂O，2AsH₃

△   .

2As+3H₂，
故答案為：As₂O₃+6Zn+12HCl=2AsH₃↑+6ZnCl₂+3H₂O；2AsH₃

△   .

2As+3H₂；
（4）[B（OH）₄]^-中B的價層電子對=4+

1

2

×（3+1-4×1）=4，所以采取sp³雜化，
故答案為：sp³；
（5）該晶胞中C₆₀個數(shù)=1+8×

1

8

=2，6×2×

1

2

=6，所以K原子和C₆₀分子的個數(shù)比為6：2=3：1，
故答案為：3：1；         
（6）NCl₃中價層電子對個數(shù)=σ鍵個數(shù)+孤電子對個數(shù)=3+

5-3×1

2

=4，所以原子雜化方式是sp³，價層電子對互斥理論模型為為正四面體構(gòu)型，因含1對孤電子對，分子形狀為三角錐形，Si₆₀分子中每個硅原子只跟相鄰的3個硅原子形成共價鍵，且每個硅原子最外層都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以每個硅原子和其中兩個硅原子形成共價單鍵，和另外的一個硅原子形成共價雙鍵，所以平均每個硅原子形成π鍵數(shù)目為：

1

2

×60=30，
故答案為：正四面體；30；

點評：本題考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)，涉及原子雜化方式的判斷、價電子排布式的書寫、元素周期律等知識點，根據(jù)價層電子對互斥理論、構(gòu)造原理等知識來分析解答，題目難度中等．