Question

【題目】科學家開發出了多種太陽能電池，除晶體硅太陽能電池外，還有GaAs太陽能電池、銅銦鎵硒薄膜太陽能電池等。

(1)基態Ga原子的電子排布式為________。

(2)高溫下CuO容易轉化為Cu2O，試從原子結構角度解釋原因________________。

(3)H2Se分子的鍵角_______H2O分子的鍵角(選填“>”、“=”或“<”)。寫出與SeO3互為等電子體的一種陰離子_____________(寫化學式)。

(4) AsF3分子的立體構型為__________；AsF3是極性分子，理由是_________________。

(5)Ga(OH)3與NaOH溶液反應生成Na[Ga(OH)4]。Na[Ga(OH)4]溶液中含有的化學鍵有__________________。

A.共價鍵 B.離子鍵 C.金屬鍵 D.配位鍵 E.氫鍵

(6)金剛砂(SiC)晶胞如圖所示：

金剛砂中硅原子的雜化軌道類型為_______，沿晶胞圖中虛線方向的切面圖為__________(填標號)。

Answer 1

【答案】[Ar]3d104s24p1 Cu2+的價電子排布為3d9，而Cu+為3d10的全充滿穩定結構 < CO32-、NO3- 三角錐形 分子中正、負電荷中心不重合 AD sp3 a

【解析】

(1)Ga是31號元素，根據構造原理，書寫其核外電子排布式；

(2)原子核外電子所處的軌道為全滿、半滿、全空時是穩定結構，根據Cu2+、Cu+的核外電子排布分析；

(3)根據中心原子的半徑大小及電負性大小分析判斷鍵角；根據等電子體是分子中原子數相同，最外層電子數也相同的特點推斷；

(4)根據價層電子對數及含有的孤電子對數判斷AsF3分子的立體構型；從分子的對稱性判斷分子是否為極性分子；

(5)在Na[Ga(OH)4]溶液電離為Na+、[Ga(OH)4]-，在OH-中的O-H鍵為極性共價鍵，在Ga與OH-存在配位鍵；

(6)根據Si原子最外層電子數及形成SiC中的化學鍵數目判斷其雜化類型，結合圖示判斷沿晶胞圖中虛線方向的切面圖的形狀。

(1)根據構造原理，31號元素Ga的核外電子排布式為[Ar]3d104s24p1；

(2)Cu+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d10，其價電子排布式為：3d10，Cu2+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d9，價電子排布式為：3d9，由于Cu+為3d10全充滿更穩定，所以在高溫下CuO能分解生成Cu2O；

(3)由于O原子半徑比Se原子半徑小，電負性大，使水滴在中的成鍵電子對更靠近中心原子，產生的排斥作用大，所以鍵角比H2Se中的大；

SeO3含有的原子數為4，最外層電子總數為24，則SeO3與互為等電子體的陰離子可以是CO32-或NO3-；

(4)AsF3的中性原子As原子的價層電子對數為3+=4，且As原子上有一對孤電子對，所以AsF3分子的立體構型為三角錐形；在AsF3分子中，由于AsF3分子的立體構型為三角錐形，負電荷重心在F原子一側，正電荷重心在As原子一側，使得該物質分子中正、負電荷中心不重合，因此該分子為極性分子；

(5)在Na[Ga(OH)4]溶液中，Na[Ga(OH)4]電離為Na+、[Ga(OH)4]-，在OH-中的O-H鍵為極性共價鍵，Ga原子最外層有3個電子，因此在Ga與OH-存在配位鍵，所以在Na[Ga(OH)4]溶液中，存在的化學鍵有共價鍵、配位鍵，故合理選項是AD；

(6)由于Si原子最外層有4個電子，在SiC中，每個Si原子與四個相鄰的C原子形成了4個的共價鍵，所以Si雜化軌道類型為sp3雜化，結合圖示判斷沿晶胞圖中虛線方向的切面圖的形狀為a。