题目内容

太阳能电池的发展已经进入了第三代。第三代就是铜铟镓硒CIGS等化合物薄膜太阳能电池以及薄膜Si系太阳能电池。完成下列填空:
(1)亚铜离子(Cu+)基态时的电子排布式为                         ;
(2)硒为第4周期元素,相邻的元素有砷和溴,则3种元素的第一电离能从大到小顺序为          (用元素符号表示),用原子结构观点加以解释              ;
(3)与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性(价电子数少于价层轨道数),其化合物可与具有孤对电子的分子或离子生成加合物,如BF3能与NH3反应生成BF3·NH3。 BF3·NH3中B原子的杂化轨道类型为    ,B与N之间形成     键;
(4)单晶硅的结构与金刚石结构相似,若将金刚石晶体中一半的C原子换成Si原子且同种原子不成键,则得如图所示的金刚砂(SiC)结构;在SiC中,每个C原子周围最近的C原子数目为         。

(共8分)(1)1s22s22p63s23p63d10(1分)
(2)Br>As>Se (1分)    As、Se、Br原子半径依次减小,原子核对外层电子的吸引力依次增强,元素的第一电离能依次增大(1分);Se原子最外层电子排布为4s24p4,而As原子最外层电子排布为4s24p3,p电子排布处于半充满状态,根据洪特规则特例可知,半充满状态更稳定,所以As元素的第一电离能比Se大(1分)。
(3)sp3;(1分)  配位键(答共价键不得分)(1分)  (4)  12(2分)

解析试题分析:(1)铜是29号元素,铜原子失去一个电子变成亚铜离子,所以亚铜离子核外有28个电子。根据构造原理可知基态铜离子(Cu+)的电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10。
(2)As、Se、Br属于同一周期且原子序数逐渐增大,这三种元素依次属于第IVA族、第VA族、第VIA族。As、Se、Br原子半径依次减小,原子核对外层电子的吸引力依次增强,元素的第一电离能依次增大;Se原子最外层电子排布为4s24p4,而As原子最外层电子排布为4s24p3,p电子排布处于半充满状态,根据洪特规则特例可知,半充满状态更稳定,所以As元素的第一电离能比Se大,即第VA族元素大于其相邻元素的第一电离能,所以3种元素的第一电离能从大到小顺序为Br>As>Se。
(3)BF3?NH3中B原子含有3个σ 键和一个配位键,所以其价层电子数是4,B原子采取sp3杂化。该化合物中,B原子提供空轨道的原子、N原子提供孤电子对,所以B、N原子之间形成配位键。
(4)根据晶胞结构可知,每个碳原子连接4个硅原子,每个硅原子又连接其它3个碳原子,所以每个C原子周围最近的C原子数目为3×4=12个。
考点:考查原子核外电子排布;元素第一电离能比较;配位键;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断等

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