Question

【题目】常见的太阳能电池有单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、GaAs太阳能电池及铜铟镓硒薄膜太阳能电池等。

（1）基态亚铜离子(Cu+)的价层电子排布式为________；高温下CuO容易转化为Cu2O，试从原子结构角度解释原因：______________________________________________。

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

（3）GaCl3和AsF3的立体构型分别是____________，____________。

（4）硼酸(H3BO3)本身不能电离出H+，在水中易结合一个OH－生成[B(OH)4]－，而体现弱酸性。

①[B(OH)4]－中B原子的杂化类型为______________。

②[B(OH)4]－的结构式为________________。

（5）金刚石的晶胞如图，若以硅原子代替金刚石晶体中的碳原子，便得到晶体硅；若将金刚石晶体中一半的碳原子换成硅原子，且碳、硅原子交替，即得到碳化硅晶体(金刚砂)。

①金刚石、晶体硅、碳化硅的熔点由高到低的排列顺序是________________(用化学式表示)；

②金刚石的晶胞参数为a pm(1 pm＝10－12 m)。 1cm3晶体的平均质量为______________(只要求列算式，阿伏加德罗常数为NA)。

Answer 1

【答案】3d10 Cu2O中Cu+的价层电子排布处于稳定的全充满状态 水分子间存在氢键、H2Se分子间无氢键 平面三角形 三角锥型 sp3 C>SiC>Si

【解析】

（1）Cu原子失去1个电子生成Cu+，Cu+核外有28个电子，失去的电子数是其最外层电子数，根据构造原理书写Cu+基态核外电子排布式，轨道处于全空、半满或全满时最稳定；（2）H2O的分子间存在氢键；（3）根据价层电子对互斥理论来确定其空间构型；（4）在[B(OH)4]－中B原子与4个羟基相连，一对孤对电子对。

（1）Cu原子失去1个电子生成Cu+，Cu+核外有28个电子，失去的电子数是其最外层电子数，根据构造原理知Cu+基态核外电子排布式1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10 ，则基态亚铜离子(Cu+)的价层电子排布式为3d10；原子轨道处于全空、半满或全满时最稳定，结构上Cu2+为3d9，而Cu+为3d10全充满更稳定，故高温下CuO容易转化为Cu2O；（2）H2O和H2Se都是极性分子，其分子间有色散力、诱导力、取向力。但由于H2O的分子间还有氢键存在，所以H2O沸点比H2Se沸点高；（3）GaCl3中价层电子对个数=3+（3-3×1）=3，且没有孤电子对，所以其空间构型是平面三角形结构；AsF3中价电子对个数=3+（5-3×1）=4，有一个孤电子对，所以其空间构型是三角锥形；（4）①在[B(OH)4]－中，硼原子最外层只有3个电子，与氧原子形成3对共用电子对，B原子与4个羟基相连，一对孤对电子对，为sp3杂化；②[B(OH)4]－离子中的配位键，氧元素提供孤对电子给硼元素O→B，可表示为；（5）①金刚石、晶体硅、碳化硅都是原子晶体，半径越小，熔点越高，故金刚石、晶体硅、碳化硅的熔点由高到低的排列顺序是C>SiC>Si；②根据分摊原则，立方氮化硼晶体的结构与金刚石相似，晶胞中共有8个原子，N和B各占4个。1cm3晶体的平均质量为=。