Question

【题目】太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。其材料有单晶硅，还有铜、锗、镓、硒等化合物。

（1）基态亚铜离子中电子占据的原子轨道数目为____________。

（2）若基态硒原子价层电子排布式写成4s24px24py4，则其违背了____________。

（3）左下图表示碳、硅和磷元素的四级电离能变化趋势，其中表示磷的曲线是____________(填标号)。

（4）单晶硅可由二氧化硅制得，二氧化硅晶体结构如右上图所示，在二氧化硅晶体中，Si、O

原子所连接的最小环为____________元环，则每个O原子连接____________个最小环。

（5）与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性。自然界中含硼元素的钠盐是一种天然矿藏，其化学式写作Na2B4O7·10H2O，实际上它的结构单元是由两个H3BO3和两个[B(OH)4]-缩合而成的双六元环，应该写成Na2[B4O5(OH)4]8H2O.其结构如图所示，它的阴离子可形成链状结构。

①该晶体中不存在的作用力是____________(填选项字母)。

A．离子键B．共价键C．金属键D．范德华力E.氢键

②阴离子通过____________相互结合形成链状结构。

（6）氮化嫁(GaN)的晶体结构如图所示。晶体中N、Ga原子的轨道杂化类型是否相同____________(填“是”或“否”)，判断该晶体结构中存在配位键的依据是____________。

（7）某光电材料由锗的氧化物与铜的氧化物按一定比例熔合而成，其中锗的氧化物晶胞结构如下图所示，该物质的化学式为____________。已知该晶体密度为7.4g/cm3，晶胞边长为4.3×10-10m。则锗的相对原子质量为____________(保留小数点后一位)。

Answer 1

【答案】

（1）14

（2）洪特规则

（3）b

（4）12；6

（5）①C；②氢键

（6）是；GaN晶体中，每1个Ga原子与4个N原子结合，而Ga原子只有3个价电子.故需N原子提供1个空轨道形成配位键

（7）GeO；72.5

【解析】

试题分析：（1）Cu原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，失去4s能级1个电子形成Cu+，Cu+基态时电子排布式为1s22s22p63s23p63d10，其电子占据的14原子轨道，故答案为：14；

（2）基态硒原子价层电子排布式写成4s24px24py4，违背了洪特规则，故答案为：洪特规则；

（3）同主族自上而下第一电离能减小，P元素3p能级为半满稳定状态，第一电离能高于同周期相邻元素的，故Si的第一电离能最小，由图中第一电离能可知，c为Si，P原子第四电离能为失去4s2能中1个电子，为全满稳定状态，与第三电离能相差较大，可知b为P、a为C，故答案为：b；

（4）在二氧化硅晶体，Si、O原子所连接的最小环为12元环；可以看作在晶体硅中每个Si-Si键之间连接O原子，晶体Si中每个Si原子形成4个Si-Si键，由图可知每2个Si-Si键可以形成2个六元环，而4个Si-Si键任意2个可以形成6种组合，则每个Si原子连接十二元环数目为6×2=12，则每个O原子连接6个最小环故答案为：12；6；

（5）①该晶体属于离子晶体，含有离子键，在阴离子中含有共价键，该阴离子通过氢键相互结合形成链状结构，水分子间存在范德华力，故选C。

②该阴离子通过氢键相互结合形成链状结构，故答案为：氢键；

（6）根据氮化嫁(GaN)的晶体结构图，晶胞中1个Ga与4个N原子相结合，则1个N也与4个Ga原子相结合，Ga原子采取sp3杂化，则N原子也采用sp3杂化，杂化类型相同；晶胞中1个Ga与4个N原子相结合，而Ga原子中含有3个价电子，Ga提供1个空轨道与N原子提供的孤对电子形成配位键，故答案为：是；晶胞中1个Ga与4个N原子相结合，而Ga原子中含有3个价电子，Ga提供1个空轨道与N原子提供的孤对电子形成配位键；

（7）晶胞中Ge原子数目为4，O原子数目为8×+6×=4，则化学式为GeO，设锗的相对原子质量为M，则就晶胞质量为：g，则：g=7.4g·cm-3×(4.3×l0-8 cm)3，解得M=72.5，故答案为：GeO；72.5。