Question

【題目】太陽能電池是通過光電效應或者光化學效應直接把光能轉化成電能的裝置。其材料有單晶硅，還有銅、鍺、鎵、硒等化合物。

（1）基態亞銅離子中電子占據的原子軌道數目為____________。

（2）若基態硒原子價層電子排布式寫成4s24px24py4，則其違背了____________。

（3）左下圖表示碳、硅和磷元素的四級電離能變化趨勢，其中表示磷的曲線是____________(填標號)。

（4）單晶硅可由二氧化硅制得，二氧化硅晶體結構如右上圖所示，在二氧化硅晶體中，Si、O

原子所連接的最小環為____________元環，則每個O原子連接____________個最小環。

（5）與鎵元素處于同一主族的硼元素具有缺電子性。自然界中含硼元素的鈉鹽是一種天然礦藏，其化學式寫作Na2B4O7·10H2O，實際上它的結構單元是由兩個H3BO3和兩個[B(OH)4]-縮合而成的雙六元環，應該寫成Na2[B4O5(OH)4]8H2O.其結構如圖所示，它的陰離子可形成鏈狀結構。

①該晶體中不存在的作用力是____________(填選項字母)。

A．離子鍵B．共價鍵C．金屬鍵D．范德華力E.氫鍵

②陰離子通過____________相互結合形成鏈狀結構。

（6）氮化嫁(GaN)的晶體結構如圖所示。晶體中N、Ga原子的軌道雜化類型是否相同____________(填“是”或“否”)，判斷該晶體結構中存在配位鍵的依據是____________。

（7）某光電材料由鍺的氧化物與銅的氧化物按一定比例熔合而成，其中鍺的氧化物晶胞結構如下圖所示，該物質的化學式為____________。已知該晶體密度為7.4g/cm3，晶胞邊長為4.3×10-10m。則鍺的相對原子質量為____________(保留小數點后一位)。

Answer 1

【答案】

（1）14

（2）洪特規則

（3）b

（4）12；6

（5）①C；②氫鍵

（6）是；GaN晶體中，每1個Ga原子與4個N原子結合，而Ga原子只有3個價電子.故需N原子提供1個空軌道形成配位鍵

（7）GeO；72.5

【解析】

試題分析：（1）Cu原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，失去4s能級1個電子形成Cu+，Cu+基態時電子排布式為1s22s22p63s23p63d10，其電子占據的14原子軌道，故答案為：14；

（2）基態硒原子價層電子排布式寫成4s24px24py4，違背了洪特規則，故答案為：洪特規則；

（3）同主族自上而下第一電離能減小，P元素3p能級為半滿穩定狀態，第一電離能高于同周期相鄰元素的，故Si的第一電離能最小，由圖中第一電離能可知，c為Si，P原子第四電離能為失去4s2能中1個電子，為全滿穩定狀態，與第三電離能相差較大，可知b為P、a為C，故答案為：b；

（4）在二氧化硅晶體，Si、O原子所連接的最小環為12元環；可以看作在晶體硅中每個Si-Si鍵之間連接O原子，晶體Si中每個Si原子形成4個Si-Si鍵，由圖可知每2個Si-Si鍵可以形成2個六元環，而4個Si-Si鍵任意2個可以形成6種組合，則每個Si原子連接十二元環數目為6×2=12，則每個O原子連接6個最小環故答案為：12；6；

（5）①該晶體屬于離子晶體，含有離子鍵，在陰離子中含有共價鍵，該陰離子通過氫鍵相互結合形成鏈狀結構，水分子間存在范德華力，故選C。

②該陰離子通過氫鍵相互結合形成鏈狀結構，故答案為：氫鍵；

（6）根據氮化嫁(GaN)的晶體結構圖，晶胞中1個Ga與4個N原子相結合，則1個N也與4個Ga原子相結合，Ga原子采取sp3雜化，則N原子也采用sp3雜化，雜化類型相同；晶胞中1個Ga與4個N原子相結合，而Ga原子中含有3個價電子，Ga提供1個空軌道與N原子提供的孤對電子形成配位鍵，故答案為：是；晶胞中1個Ga與4個N原子相結合，而Ga原子中含有3個價電子，Ga提供1個空軌道與N原子提供的孤對電子形成配位鍵；

（7）晶胞中Ge原子數目為4，O原子數目為8×+6×=4，則化學式為GeO，設鍺的相對原子質量為M，則就晶胞質量為：g，則：g=7.4g·cm-3×(4.3×l0-8 cm)3，解得M=72.5，故答案為：GeO；72.5。