Question

【题目】太阳能的开发利用在新能源研究中占据重要地位，单晶硅太阳能电池片在加工时，一般掺杂微量的铜、锎、硼、镓、硒等．回答下列问題：

（1）二价铜离子的电子排布式为 。已知高温下Cu2O比CuO更稳定，试从铜原子核外电子结构变化角度解释 。

（2）如图1是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图，可确定该晶胞中阴离子的个数为 。

（3）往硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成［Cu（NH3）4］2+配离子。已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形，但NF3不易与Cu2+形成配离子，其原因是：

（4）铜与类卤素（SCN）2反应生成Cu（SCN）2，1mol（SCN）2中含有π键的数目为 ，类卤素（SCN）2对应的酸有两种，理论上硫氰酸（H﹣S﹣C≡N ）的沸点低于异硫氰酸（H﹣N=C=S）的沸点．其原因是 。

（5）硼元素具有缺电子性，其化合物可与具有孤电子对的分子或离子形成配合物，如BF3能与NH3反应生成BF3·NH3在BF3·NH3中B原子的杂化方式为 ，B与N之间形成配位键，氮原子提供 。

（6）六方氮化硼晶体结构与石墨晶体相似，层间相互作用为 。

六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构和硬度都与金刚石相似，晶胞边长为361.5pm，立方氮化硼的密度是 g/cm3。（只要求列算式）。

Answer 1

【答案】（1）1s22s22p63s23p63d9；亚铜离子价电子排布式为3d10，亚铜离子核外电子处于稳定的全充满状态；

（2）4； （3）F的电负性比N大，N—F成键电子对偏向F，导致NF3中氮原子核对其孤电子对的吸引能力增强，难以形成配位键，故NF3不易与Cu2+形成配离子（合理答案均计分）

（4）4NA；异硫氰酸分子间可形成氢键，而硫氰酸不能；

（5）sp3；孤电子对； （6）分子间作用力；；

【解析】

试题分析：（1）Cu是29号元素，其原子核外有29个电子，1s22s22p63s23p63d104s1，二价铜离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d9；原子轨道中电子处于半满、全满、全空时最稳定，亚铜离子价电子排布式为3d10，亚铜离子核外电子处于稳定的全充满状态，所以较稳定；（2）8个顶点8个氧，利用率1/8；4条棱上4个氧，利用率1/4；上下两面2个氧，利用率1/2；中心还有1个氧；所以总共为4．（3） F的电负性比N大，N—F成键电子对偏向F，导致NF3中氮原子核对其孤电子对的吸引能力增强，难以形成配位键，故NF3不易与Cu2+形成配离子；（4）（2）铜与类卤素（SCN）2反应生成Cu（SCN）2，SCN分子中硫原子形成两个共用电子对、C原子形成四个共用电子对、N原子形成三个共用电子对，（SCN）2结构式为N≡C﹣S﹣S﹣C≡N，每个分子中含有4个π键，则1mol（SCN）2中含有π键的数目为4NA；能形成分子间氢键的物质熔沸点较高，异硫氰酸分子间可形成氢键，而硫氰酸不能形成分子间氢键，所以异硫氰酸熔沸点高于硫氰酸。（5）硼元素具有缺电子性，其化合物可与具有孤电子对的分子或离子形成配合物，根据价层电子对互斥理论确定B原子的杂化方式为sp3；B与N之间形成配位键，N原子含有孤电子对，所以氮原子提供孤电子对。（6）结构与石墨晶体相似，层间相互作用为分子间作用力；晶胞体积=（361.5×10﹣10cm）3，而每个晶胞中每个N原子被4个B原子共用、每个B原子被4个N原子共用，所以密度为4x（14+11）/ （361.5×10﹣10cm）3NA