Question

【题目】科学家开发出了多种太阳能电池，除晶体硅太阳能电池外，还有GaAs太阳能电池、铜铟镓硒薄膜太阳能电池等。

（1）基态Ga原子的电子排布式为___。

（2）高温下CuO容易转化为Cu2O，试从原子结构角度解释原因___。

（3）与SeO3互为等电子体的两种阴离子___（写化学式）。

（4）AsF3是极性分子，理由是___。

（5）金刚砂(SiC)晶胞如图所示：

①金刚砂中硅原子的杂化轨道类型为___，沿晶胞图中虚线方向的切面图为___(填标号)。

②若晶胞参数为apm，阿伏加德罗常数为NA，则金刚砂的密度为___g·cm-3（列出表达式）。

Answer 1

【答案】[Ar]3d104s24p1 Cu2+的价电子排布为3d9，而Cu+为3d10的全充满稳定结构 CO32-、NO3- 分子中正、负电荷中心不重合 sp3 a

【解析】

(1)Ga为31号元素，基态Ga原子核外有31个电子，基态Ga原子的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1；

(2)Cu2+的价电子排布为3d9，而Cu+为3d10的全充满稳定结构，所以在高温下CuO能分解生成Cu2O；

(3)等电子体原子个数相同，价电子数相同，SeO3原子个数为4，价电子个数为24，与之互为等电子体的阴离子有CO32-、NO3-等；

(4)AsF3中新原子价层电子对数为3+=4，含1对孤对电子，为三角锥形结构，分子中正负电荷重心不重合，属于极性分子；

(5)①金刚砂中硅原子形成4个Si-C键，Si原子杂化轨道数目为4，Si原子采取sp3杂化。切面为长方形，面对角线上3个黑色球共线，面对角线为长方形的长，棱为长方形的宽，内部下方的2个白色球处于切面上，且到晶胞下底面虚线距离相等，图中(a)符合；

②晶胞中白色球数目为4、黑球数目为，故晶胞中Si、C原子数目均为4个，晶胞质量m=，晶胞体积V=a3pm3=(a×10-10)cm3，所以晶胞的密度为。