Question

【題目】太陽能的開發(fā)利用在新能源研究中占據(jù)重要地位，單晶硅太陽能電池片在加工時(shí)，一般摻雜微量的銅、鈷、硼、鎵、硒等。回答下列問題：

（1）基態(tài)二價(jià)銅離子的電子排布式為______，已知高溫下Cu2O比CuO更穩(wěn)定，試從核外電子排布角度解釋______。

（2）銅的某種氧化物晶胞如圖，該晶胞中陰離子的個(gè)數(shù)為_________。

（3）銅與(SCN)2反應(yīng)生成Cu(SCN)2，中心體為___________，HSCN結(jié)構(gòu)有兩種，硫氰酸(H－S－C≡N)的沸點(diǎn)低于異硫氰酸(H－N=C=S)的原因是_________。

（4）BF3能與NH3反應(yīng)生成BF3·NH3。B與N之間形成配位鍵，氮原子提供_____，第二周期元素中，電離能介于B和N之間的元素有_______個(gè)。

（5）如圖EMIM+離子中，碳原子的雜化方式是___________。分子中的大π鍵可用符號πnm表示，其中n代表參與形成大π鍵的原子數(shù)，m代表參與形成大π鍵的電子數(shù)(如苯分子中的大π鍵可表示為π66)，則EMM+離子中的大π鍵應(yīng)表示為___________。

（6）如圖六方氮化硼晶體結(jié)構(gòu)與石墨晶體相似，則六方氮化硼晶體中層間的相互作用為___________。六方氮化硼在高溫高壓下，可以轉(zhuǎn)化為立方氮化硼，其結(jié)構(gòu)、硬度與金剛石相似，其晶胞如圖，晶胞邊長為361.5pm，立方氮化硼的密度是___________g·cm－3(只列算式，為阿伏加德羅常數(shù)的值)。

Answer 1

【答案】 亞銅離子價(jià)電子排布式為3d10，處于全充滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，而Cu2+為3d9的非穩(wěn)定結(jié)構(gòu) 4 Cu2+ 異硫氰酸分子間可形成氫鍵，硫氰酸分子間不存在氫鍵 孤對電子 3 sp3sp2 范德華力

【解析】

(1)Cu是29號元素，其原子核外有29個(gè)電子，Cu原子失去一個(gè)4s電子、一個(gè)3d電子生成二價(jià)銅離子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫二價(jià)銅離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d9 或[Ar]3d9；原子軌道中電子處于半滿、全滿、全空時(shí)最穩(wěn)定，二價(jià)銅離子價(jià)電子排布式為3d9、亞銅離子價(jià)電子排布式為3d10，亞銅離子核外電子處于穩(wěn)定的全充滿狀態(tài)，所以較穩(wěn)定；
(2)根據(jù)均攤法可知晶胞中氧離子的數(shù)目為8×+6×=4；
(3)銅與類鹵素(SCN)2反應(yīng)生成Cu(SCN)2，Cu2+提供了空軌道，中心體為Cu2+；能形成分子間氫鍵的物質(zhì)熔沸點(diǎn)較高，異硫氰酸(分子中有N-H鍵)分子間可形成氫鍵，而硫氰酸(不含N-H鍵)不能形成分子間氫鍵，所以異硫氰酸熔沸點(diǎn)高于硫氰酸；
(4)B與N之間形成配位鍵，氮原子提供孤電子對、B原子提供空軌道；同一周期元素，第一電離能從左至右，依次增大，但由于全充滿和半充滿狀態(tài)，物質(zhì)較穩(wěn)定，ⅡA、ⅤA族反常，所以第一電離能：B＜Be＜C＜O＜N，電離能介于B和N之間的元素有3種；
(5)根據(jù)圖示可知，環(huán)外三個(gè)碳原子都是形成4個(gè)σ鍵，為sp3雜化，環(huán)內(nèi)三個(gè)碳原子都是形成3個(gè)σ鍵，1個(gè)大π鍵，為sp2雜化；據(jù)圖可知形成大π鍵的原子數(shù)為5(2個(gè)N原子和3個(gè)C原子)，C原子和N原子的價(jià)層電子除了形成σ鍵的電子，其余電子全部參與形成大π鍵，該物質(zhì)帶一個(gè)單位正電荷，所以形成大π鍵的電子數(shù)=(4-3)×3+(5-3)×2-1=6，則大π鍵可表示；
(6)層之間的作用力是分子間作用力或范德華力；該晶胞中N原子個(gè)數(shù)是4、B原子個(gè)數(shù)=8×+6×=4，所以晶胞的質(zhì)量m=g，晶胞體積V=(361.5×10-10 )3cm3，晶胞密度為 g·cm－3。