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+在基態時的價電子排布式為______。

（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。請從原子結構的角度加以解釋______。

（3）GaAs熔點1238℃，難溶于溶劑。其晶體類型為_________。

（4）AsF3的空間構型是：______________。

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

①[B(OH)4]-中B原子的雜化類型為______。

②[B(OH)4]-的結構式為____________。

（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、碳化硅的熔點由高到低的排列順序是_______(用化學式表示)。

②立方氮化硼晶體的結構與金剛石相似，硬度與金剛石相當，晶胞邊長為361.5pm。立方氮化硼的密度是___________g·㎝-3(B的相對原子質量為11，只要求列算式，不必計算出數值，阿伏伽徳羅常數為NA)。

Answer 1

【答案】 3d10 )砷的4p軌道上的電子處于半充滿狀態，比較穩定，氣態原子失去一個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號元素，其原子核外有29個電子，根據構造原理知，其基態原子核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1，則Cu+在基態時的價電子排布式為3d10；
(2)砷的價電子排布式是4s24p3，4p軌道上的電子處于半充滿狀態，比較穩定，氣態原子失去一個電子需要的能量比較大，而硒的價電子排布式是4s2 4p4，4p軌道上失去一個電子才處于半充滿狀態，故第一電離能較小；

(3)GaAs熔點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As-F單鍵、含有1對孤對電子，雜化軌道數為4，采取sp3雜化，故AsF3分子為三角錐型；

(5)①[B(OH)4]-中B的價層電子對=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，其結構為；
(5)①中形成的晶體都是原子晶體．由于鍵長C-C＜C-Si＜Si-Si，則熔點為金剛石＞碳化硅＞晶體硅；
②因為金剛石屬于面心立方晶胞，即C原子處在立方體的8個頂點，6個面心，體內有4個，故根據均攤法及BN的化學式可推知，一個晶胞中各含有4個B原子、4個N原子，又因為一個BN的質量是M/NA，而一個晶胞的體積是(361.5×10-10)3cm3，故密度=質量÷體積=gcm-3。