Question

【題目】太陽能的開發利用在新能源研究中占據重要地位，單晶硅太陽能電池片在加工時，一般摻雜微量的銅、锎、硼、鎵、硒等．回答下列問題：

（1）二價銅離子的電子排布式為 。已知高溫下Cu2O比CuO更穩定，試從銅原子核外電子結構變化角度解釋 。

（2）如圖1是銅的某種氧化物的晶胞結構示意圖，可確定該晶胞中陰離子的個數為 。

（3）往硫酸銅溶液中加入過量氨水，可生成［Cu（NH3）4］2+配離子。已知NF3與NH3的空間構型都是三角錐形，但NF3不易與Cu2+形成配離子，其原因是：

（4）銅與類鹵素（SCN）2反應生成Cu（SCN）2，1mol（SCN）2中含有π鍵的數目為 ，類鹵素（SCN）2對應的酸有兩種，理論上硫氰酸（H﹣S﹣C≡N ）的沸點低于異硫氰酸（H﹣N=C=S）的沸點．其原因是 。

（5）硼元素具有缺電子性，其化合物可與具有孤電子對的分子或離子形成配合物，如BF3能與NH3反應生成BF3·NH3在BF3·NH3中B原子的雜化方式為 ，B與N之間形成配位鍵，氮原子提供 。

（6）六方氮化硼晶體結構與石墨晶體相似，層間相互作用為 。

六方氮化硼在高溫高壓下，可以轉化為立方氮化硼，其結構和硬度都與金剛石相似，晶胞邊長為361.5pm，立方氮化硼的密度是 g/cm3。（只要求列算式）。

Answer 1

【答案】（1）1s22s22p63s23p63d9；亞銅離子價電子排布式為3d10，亞銅離子核外電子處于穩定的全充滿狀態；

（2）4； （3）F的電負性比N大，N—F成鍵電子對偏向F，導致NF3中氮原子核對其孤電子對的吸引能力增強，難以形成配位鍵，故NF3不易與Cu2+形成配離子（合理答案均計分）

（4）4NA；異硫氰酸分子間可形成氫鍵，而硫氰酸不能；

（5）sp3；孤電子對； （6）分子間作用力；；

【解析】

試題分析：（1）Cu是29號元素，其原子核外有29個電子，1s22s22p63s23p63d104s1，二價銅離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d9；原子軌道中電子處于半滿、全滿、全空時最穩定，亞銅離子價電子排布式為3d10，亞銅離子核外電子處于穩定的全充滿狀態，所以較穩定；（2）8個頂點8個氧，利用率1/8；4條棱上4個氧，利用率1/4；上下兩面2個氧，利用率1/2；中心還有1個氧；所以總共為4．（3） F的電負性比N大，N—F成鍵電子對偏向F，導致NF3中氮原子核對其孤電子對的吸引能力增強，難以形成配位鍵，故NF3不易與Cu2+形成配離子；（4）（2）銅與類鹵素（SCN）2反應生成Cu（SCN）2，SCN分子中硫原子形成兩個共用電子對、C原子形成四個共用電子對、N原子形成三個共用電子對，（SCN）2結構式為N≡C﹣S﹣S﹣C≡N，每個分子中含有4個π鍵，則1mol（SCN）2中含有π鍵的數目為4NA；能形成分子間氫鍵的物質熔沸點較高，異硫氰酸分子間可形成氫鍵，而硫氰酸不能形成分子間氫鍵，所以異硫氰酸熔沸點高于硫氰酸。（5）硼元素具有缺電子性，其化合物可與具有孤電子對的分子或離子形成配合物，根據價層電子對互斥理論確定B原子的雜化方式為sp3；B與N之間形成配位鍵，N原子含有孤電子對，所以氮原子提供孤電子對。（6）結構與石墨晶體相似，層間相互作用為分子間作用力；晶胞體積=（361.5×10﹣10cm）3，而每個晶胞中每個N原子被4個B原子共用、每個B原子被4個N原子共用，所以密度為4x（14+11）/ （361.5×10﹣10cm）3NA