Question

【題目】

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(shí)的價(jià)電子排布式為______。

（2）砷、碲是第四周期的相鄰元素，已知砷的第一電離能大于硒。請(qǐng)從原子結(jié)構(gòu)的角度加以解釋______。

（3）GaAs熔點(diǎn)1238℃，難溶于溶劑。其晶體類型為_________。

（4）AsF3的空間構(gòu)型是：______________。

（5）硼酸（H3BO3）本身不能電離出H+，在水中易結(jié)合一個(gè)OH-生成[B(OH)4]-，而體現(xiàn)弱酸性。

①[B(OH)4]-中B原子的雜化類型為______。

②[B(OH)4]-的結(jié)構(gòu)式為____________。

（6）金剛石的晶胞如下圖，若以硅原子代替金剛石晶體中的碳原子，便得到晶體硅：若將金剛石晶體中一半的碳原子換成硅原子，且碳、硅原子交替，即得到碳化硅晶體（金剛砂）。

①金剛石、晶體硅、碳化硅的熔點(diǎn)由高到低的排列順序是_______(用化學(xué)式表示)。

②立方氮化硼晶體的結(jié)構(gòu)與金剛石相似，硬度與金剛石相當(dāng)，晶胞邊長為361.5pm。立方氮化硼的密度是___________g·㎝-3(B的相對(duì)原子質(zhì)量為11，只要求列算式，不必計(jì)算出數(shù)值，阿伏伽徳羅常數(shù)為NA)。

Answer 1

【答案】 3d10 )砷的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(gè)電子需要的能量比較大 原子晶體 三角錐形 sp3雜化 C>SiC>Si

【解析】(1)銅是29號(hào)元素，其原子核外有29個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理知，其基態(tài)原子核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1，則Cu+在基態(tài)時(shí)的價(jià)電子排布式為3d10；
(2)砷的價(jià)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(gè)電子需要的能量比較大，而硒的價(jià)電子排布式是4s2 4p4，4p軌道上失去一個(gè)電子才處于半充滿狀態(tài)，故第一電離能較小；

(3)GaAs熔點(diǎn)1238℃，難溶于溶劑，可知其晶體類型為原子晶體；

(4)AsF3分子中As原子成3個(gè)As-F單鍵、含有1對(duì)孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)為4，采取sp3雜化，故AsF3分子為三角錐型；

(5)①[B(OH)4]-中B的價(jià)層電子對(duì)=4+ (3+1-4×1)=4，所以采取sp3雜化；
②B原子是缺電子原子，所以該離子中還含有配位鍵，其結(jié)構(gòu)為；
(5)①中形成的晶體都是原子晶體．由于鍵長C-C＜C-Si＜Si-Si，則熔點(diǎn)為金剛石＞碳化硅＞晶體硅；
②因?yàn)榻饎偸瘜儆诿嫘牧⒎骄О�，即C原子處在立方體的8個(gè)頂點(diǎn)，6個(gè)面心，體內(nèi)有4個(gè)，故根據(jù)均攤法及BN的化學(xué)式可推知，一個(gè)晶胞中各含有4個(gè)B原子、4個(gè)N原子，又因?yàn)橐粋�(gè)BN的質(zhì)量是M/NA，而一個(gè)晶胞的體積是(361.5×10-10)3cm3，故密度=質(zhì)量÷體積=gcm-3。