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）基態亞銅離子(Cu+)的價層電子排布式為________；高溫下CuO容易轉化為Cu2O，試從原子結構角度解釋原因：______________________________________________。

（2）H2O的沸點高于H2Se的沸點(－42 ℃)，其原因是___________________________。

（3）GaCl3和AsF3的立體構型分別是____________，____________。

（4）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________________。

（5）金剛石的晶胞如圖，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金剛石的晶胞參數為a pm(1 pm＝10－12 m)。 1cm3晶體的平均質量為______________(只要求列算式，阿伏加德羅常數為NA)。

Answer 1

【答案】3d10 Cu2O中Cu+的價層電子排布處于穩定的全充滿狀態 水分子間存在氫鍵、H2Se分子間無氫鍵 平面三角形 三角錐型 sp3 C>SiC>Si

【解析】

（1）Cu原子失去1個電子生成Cu+，Cu+核外有28個電子，失去的電子數是其最外層電子數，根據構造原理書寫Cu+基態核外電子排布式，軌道處于全空、半滿或全滿時最穩定；（2）H2O的分子間存在氫鍵；（3）根據價層電子對互斥理論來確定其空間構型；（4）在[B(OH)4]－中B原子與4個羥基相連，一對孤對電子對。

（1）Cu原子失去1個電子生成Cu+，Cu+核外有28個電子，失去的電子數是其最外層電子數，根據構造原理知Cu+基態核外電子排布式1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10 ，則基態亞銅離子(Cu+)的價層電子排布式為3d10；原子軌道處于全空、半滿或全滿時最穩定，結構上Cu2+為3d9，而Cu+為3d10全充滿更穩定，故高溫下CuO容易轉化為Cu2O；（2）H2O和H2Se都是極性分子，其分子間有色散力、誘導力、取向力。但由于H2O的分子間還有氫鍵存在，所以H2O沸點比H2Se沸點高；（3）GaCl3中價層電子對個數=3+（3-3×1）=3，且沒有孤電子對，所以其空間構型是平面三角形結構；AsF3中價電子對個數=3+（5-3×1）=4，有一個孤電子對，所以其空間構型是三角錐形；（4）①在[B(OH)4]－中，硼原子最外層只有3個電子，與氧原子形成3對共用電子對，B原子與4個羥基相連，一對孤對電子對，為sp3雜化；②[B(OH)4]－離子中的配位鍵，氧元素提供孤對電子給硼元素O→B，可表示為；（5）①金剛石、晶體硅、碳化硅都是原子晶體，半徑越小，熔點越高，故金剛石、晶體硅、碳化硅的熔點由高到低的排列順序是C>SiC>Si；②根據分攤原則，立方氮化硼晶體的結構與金剛石相似，晶胞中共有8個原子，N和B各占4個。1cm3晶體的平均質量為=。