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）與SeO3互為等電子體的兩種陰離子___（寫化學式）。

（4）AsF3是極性分子，理由是___。

（5）金剛砂(SiC)晶胞如圖所示：

①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)。

②若晶胞參數為apm，阿伏加德羅常數為NA，則金剛砂的密度為___g·cm-3（列出表達式）。

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- 分子中正、負電荷中心不重合 sp3 a

【解析】

(1)Ga為31號元素，基態Ga原子核外有31個電子，基態Ga原子的電子排布式為：1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1；

(2)Cu2+的價電子排布為3d9，而Cu+為3d10的全充滿穩定結構，所以在高溫下CuO能分解生成Cu2O；

(3)等電子體原子個數相同，價電子數相同，SeO3原子個數為4，價電子個數為24，與之互為等電子體的陰離子有CO32-、NO3-等；

(4)AsF3中新原子價層電子對數為3+=4，含1對孤對電子，為三角錐形結構，分子中正負電荷重心不重合，屬于極性分子；

(5)①金剛砂中硅原子形成4個Si-C鍵，Si原子雜化軌道數目為4，Si原子采取sp3雜化。切面為長方形，面對角線上3個黑色球共線，面對角線為長方形的長，棱為長方形的寬，內部下方的2個白色球處于切面上，且到晶胞下底面虛線距離相等，圖中(a)符合；

②晶胞中白色球數目為4、黑球數目為，故晶胞中Si、C原子數目均為4個，晶胞質量m=，晶胞體積V=a3pm3=(a×10-10)cm3，所以晶胞的密度為。