Question

20．太陽能電池板材料除單晶硅外，還有銅、銦、鎵、硒等化學(xué)物質(zhì)．
（1）基態(tài)硅原子的價電子排布圖：．
（2）硒和硫同為VIA族元素，與其相鄰的元素有砷和溴，則三種元素的第二電離能由小到大的順序為I_2As＜I_2Br＜I_2Se．（用I_2X表示）
（3）氣態(tài)SeO₃分子的雜化類型為平面三角形，與SeO₃互為等電子體的一種陰離子為CO₃^2-或NO₃^-（填化學(xué)式）．
（4）膽礬CuSO₄•5H₂O可寫成[Cu（H₂O）₄]SO₄•H₂O，其結(jié)構(gòu)示意圖如下：

膽礬中含有的粒子間作用力是ABDE（填序號）．
A．離子鍵      B．極性鍵    C．金屬鍵     D．配位鍵      E．氫鍵    F．非極性鍵
（5）在硫酸銅溶液中加入過量KCN，生成配合物K₂[Cu（CN）₄]，該配合物屬于離子晶體晶體，已知CN^-與N₂為等電子體，指出1molCN^-中π鍵的數(shù)目為2N_A．
（6）一種銅金合金晶體具有面心立方最密堆積結(jié)構(gòu)，在晶胞中金原子位于頂點，銅原子位于面心，則該合金中銅原子（Cu）與金原子（Au）個數(shù)比為3：1；若該晶體的晶胞棱長為a nm，則該合金密度為$\frac{\frac{197+64×3}{{N}_{A}}}{（a×1{0}^{-7}）^{3}}$g/cm³．（列出計算式，不要求計算結(jié)果，阿伏加德羅常數(shù)的值為N_A）

Answer 1

分析 （1）Si原子核外有14個電子，3s、3p電子為其價電子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫其價電子排布圖；
（2）As、Se、Br同屬第四周期元素，電離能從左到右逐漸增大，失去第1個電子后，價電子層的P能級上分別是4P²、4P³、4P⁴，Se處于半充滿，第二個電子更難失去，電離能最大；    
（3）根據(jù)價層電子對互斥理論確定氣態(tài)SeO₃分子的立體構(gòu)型；根據(jù)等電子體要求原子總數(shù)相同，價電子數(shù)相同來確定；
（4）離子之間存在離子鍵，非金屬元素之間形成共價鍵，含有孤電子對的原子和含有空軌道的原子之間存在配位鍵，氧原子和氫原子間存在氫鍵；
（5）配合物K₂[Cu（CN）₄]是離子晶體；在CN^-中碳原子與氮原子是以共價三鍵結(jié)合的，含有1個?鍵，2個π鍵；
（6）利用均攤法計算兩種金屬原子個數(shù)之比，根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計算．

解答 解：（1）Si原子核外有14個電子，3s、3p電子為其價電子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫其價電子排布，
故答案為；  
（2）As、Se、Br同屬第四周期元素，電離能從左到右逐漸增大，失去第1個電子后，價電子層的P能級上分別是4P²、4P³、4P⁴，Se處于半充滿，第二個電子更難失去，電離能最大，三種元素的第二電離能從小到大的順序為I_2As＜I_2Br＜I_2Se，
故答案為：I_2As＜I_2Br＜I_2Se；
（2）氣態(tài)SeO₃分子中中心原子的價層電子對數(shù)為$\frac{6+0}{2}$=3，無孤電子對，所以分子構(gòu)型為平面三角形，又等電子體要求原子總數(shù)相同，價電子數(shù)相同，所以與SeO₃互為等電子體的一種離子為CO₃^2-或NO₃^-，
故答案為：平面三角形；CO₃^2-或NO₃^-； 
（4）銅離子和硫酸根離子之間存在離子鍵，硫原子和氧原子間存在極性共價鍵，銅原子和氧原子間存在配位鍵，氧原子和氫原子間存在氫鍵，
故答案為：ABDE；
（5）配合物K₂[Cu（CN）₄]是離子晶體；在CN^-中碳原子與氮原子是以共價三鍵結(jié)合的，含有1個?鍵，2個π鍵，所以1molCN^-中含有的π鍵的數(shù)目為2N_A，
故答案為：離子晶體；2N_A；
（6）在晶胞中，Au原子位于頂點，Cu原子位于面心，該晶胞中Au原子個數(shù)=8×$\frac{1}{8}$=1，Cu原子個數(shù)=6×$\frac{1}{2}$=3，所以該合金中Cu原子與Au原子個數(shù)之比=3：1，
晶胞體積V=（a×10^-10cm）³，每個晶胞中銅原子個數(shù)是3、Au原子個數(shù)是1，則ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{197+64×3}{{N}_{A}}}{（a×1{0}^{-7}）^{3}}$g/cm³，
故答案為：3：1；$\frac{\frac{197+64×3}{{N}_{A}}}{（a×1{0}^{-7}）^{3}}$．

點評 本題主要考查了價電子排布圖、第二電離能、分子空間構(gòu)型、等電子體、晶胞密度的計算等，解題時要注意對基本知識的靈活運用，第二電離能的判斷較難，第（6）題中單位是nm，容易出錯，本題綜合性強，難度較大．