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）Cu+在基态时的价电子排布式为__________________。

（2）砷、硒是第四周期的相邻元素，已知砷的第一电离能大于硒。请从原子结构的角度加以解释___________________________。

（3）GaAs熔点1238℃，难溶于溶剂。其晶体类型为_____________。

（4）AsF3的空间构型是：______________。

（5）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____________________。

（6）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換成硅原子，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立方氮化硼（BN）晶体的结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，立方氮化硼的密度是ρ g·㎝-3，，则晶胞边长为___________。(只要求列算式，不必计算出数值，阿伏伽徳罗常数为NA)。

Answer 1

【答案】 3d10 砷的4p轨道上的电子处于半充满状态，比较稳定，气态原子失去一个电子需要的能量比较大原子晶体 原子晶体 三角锥形 sp3杂化 略 C>SiC>Si

【解析】（1）铜的原子序数为29，失去最外层一个电子形成Cu+，则Cu+在基态时的价电子排布式为：3d10。

（2）砷的价电子排布式4s24p3、硒的价电子排布式4s24p4，砷原子4p上电子是半充满，更加稳定，失电子困难，砷的第一电离能比硒的第一电离能大。

（3）GaAs熔点1238℃，难溶于溶剂，符合原子晶体的特性，故GaAs是原子晶体。

（4）由价层电子对互斥理论可知，n=(5+3)/2=4，As原子采取sp3杂化，而配原子（F）数为3，则AsF3的空间构型是：三角锥形 。

（5）① B是第二周期原子，只有s、p四个轨道，而[B(OH)4]-中有四个OH配体，则B原子采取sp3杂化。

② [B(OH)4]-的结构式为。

（6）①金刚石、晶体硅、碳化硅都是原子晶体，原子晶体中共价键的键能越大，晶体熔点越高，而键长越长键能越小，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根据金刚石的结构可以判断出金刚石的一个晶胞中含有的碳原子数=8/8+6/2+4=8，因此一个立方氮化硼晶胞中含有4个N原子和4个B原子．一个晶胞中的质量为25g×4/ NA，密度=ZMr/NAa3(Z是晶胞含有的单位数，a为晶胞边长)，ρ=25g×4/ NA a3，a=pm。