Question

15．太阳能电池板材料除单晶硅外，还有铜、铟、镓、硒等化学物质．
（1）基态硅原子的电子排布式：1s²2s²2p⁶3s²3p²．
（2）有一类组成最简单的有机硅化合物叫硅烷．硅烷的组成、结构与相应的烷烃相似．硅烷的通式为Si_nH_2n+2，硅烷中硅采取sp³杂化方式，硅烷的沸点与相对分子质量的关系如图所示，呈现这种变化的原因是硅烷的相对分子质量越大，分子间范德华力越强．
（3）硒和硫同为VIA族元素，与其相邻的元素有砷和溴，则三种元素的电负性由小到大的顺序为As＜Se＜Br．（用元素符号表示）
（4）气态SeO₃分子的立体构型为平面三角形，与SeO₃互为等电子体的一种离子为CO₃^2-或NO₃^-（填化学式）．
（5）一种铜金合金晶体具有面心立方最密堆积结构，在晶胞中金原子位于顶点，铜原子位于面心，则该合金中金原子（Au）与铜原子（Cu）个数比为1：3；若该晶体的晶胞棱长为a pm，则该合金密度为$\frac{\frac{197+64×3}{N{\;}_{A}}}{（a×10{\;}^{-10}）{\;}^{3}}$g/cm³．（列出计算式，不要求计算结果，阿伏伽德罗常数的值为N_A）

Answer 1

分析 （1）硅是14号元素，根据原子核外电子排布规律可以写出电子排布式；
（2）根据硅烷的分子式得出，硅烷的通式为：Si_nH_2n+2，又硅烷的组成、结构与相应的烷烃相似，所以硅烷中硅采取sp³杂化方式；根据Si_nH_2n+2都是分子晶体，分子晶体的沸点高低取决于分子间作用力，而分子间作用力与相对分子质量的大小有关，据此答题；
（3）砷、硒、溴三种元素都是第4周期非金属元素，同一周期元素自左而右电负性呈增大趋势，故电负性Br＞Se＞As，据此答题；
（4）气态SeO₃分子中中心原子的价层电子对数可以判断分子构型；根据等电子体要求原子总数相同，价电子数相同来确定；
（5）利用均摊法计算两种金属原子个数之比，根据ρ=$\frac{m}{V}$计算．

解答 解：（1）硅是14号元素，根据原子核外电子排布规律可以写出电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p²，故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p²；      
（2）根据硅烷的分子式得出，硅烷的通式为：Si_nH_2n+2，又硅烷的组成、结构与相应的烷烃相似，所以硅烷中硅采取sp³杂化方式；硅烷（Si_nH_2n+2）都是分子晶体，分子晶体的沸点高低取决于分子间作用力，而分子间作用力与相对分子质量的大小有关，硅烷的相对分子质量越大，分子间范德华力越强，故答案为：Si_nH_2n+2；sp³；硅烷的相对分子质量越大，分子间范德华力越强；
（3）砷、硒、溴三种元素都是第4周期非金属元素，同一周期元素自左而右电负性呈增大趋势，故电负性As＜Se＜Br，故答案为：As＜Se＜Br；
（4）气态SeO₃分子中中心原子的价层电子对数为$\frac{6+0}{2}$=3，无孤电子对，所以分子构型为平面三角形，又等电子体要求原子总数相同，价电子数相同，所以与SeO₃互为等电子体的一种离子为CO₃^2-或NO₃^-；故答案为：平面三角形；CO₃^2-或NO₃^-；   
（5）在晶胞中，Au原子位于顶点，Cu原子位于面心，该晶胞中Au原子个数=8×$\frac{1}{8}$=1，Cu原子个数=6×$\frac{1}{2}$=3，所以该合金中Au原子与Cu原子个数之比=1：3，
晶胞体积V=（a×10^-10cm）³，每个晶胞中铜原子个数是3、Au原子个数是1，则ρ=$\frac{\frac{197+64×3}{N{\;}_{A}}}{（a×10{\;}^{-10}）{\;}^{3}}$g•cm^-3，
故答案为：1：3；$\frac{\frac{197+64×3}{N{\;}_{A}}}{（a×10{\;}^{-10}）{\;}^{3}}$．

点评 本题主要考查了核外电子排布、第一电离能、分子空间构型、杂化方式、晶胞密度的计算，难度中等，解题时要注意对基本知识的灵活运用．