Question

20．太阳能电池的发展趋向于微型化、薄膜化．最新产品是铜镓（Ga）硒（Se）等化合物薄膜太阳能电池和Si系薄膜太阳能电池．完成下列填空：
（1）亚铜离子（Cu⁺）基态时的电子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰；1mol配合离子[Cu（NH₃）₂]⁺中，含有σ键数目为8mol．
（2）已知硼元素与镓元素处于同一主族BF₃分子的空间构型为平面正三角形，BF₃与NH₃以配位键结合生成BF₃•NH₃，该产物中B原子的杂化轨道类型为sp³．
（3）与硒同周期相邻的元素为砷和溴），则这三种元素的第一电离能从大到小顺序为Br＞As＞Se（用元素符号表示），H₂Se的沸点比H₂O的沸点低，其原因是H₂O分子间存在氢键．
（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Si原子周围最近的Si原子数目为12．

Answer 1

分析 （1）铜是29号元素，铜原子失去4s一个电子变成亚铜离子；配合离子[Cu（NH₃）₂]⁺中生成2个配位键，氨气分子之间形成3个σ键，配离子中含有8个σ键；
（2）BF₃分子中B原子孤电子对数=$\frac{3-1×3}{2}$=0，价层电子对数=3+0=3；BF₃与NH₃以配位键结合生成BF₃•NH₃，该产物中B原子杂化轨道数目为4；
（3）同周期随原子序数增大，元素第一电离能呈增大趋势，As元素原子4p轨道为半满稳定状态，第一电离能高于同周期相邻元素的；
H₂O分子间存在氢键，沸点高于硫化氢的；
（4）以顶点Si原子研究，与之最近的Si原子处于面心，每个顶点为8个晶胞共用，每个面心为2个晶胞共用．

解答 解：（1）铜是29号元素，铜原子失去4s一个电子变成亚铜离子，基态铜离子（Cu⁺）的电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰，配合离子[Cu（NH₃）₂]⁺中生成2个配位键，氨气分子之间形成3个σ键，配离子中含有8个σ键，则1mol配合离子[Cu（NH₃）₂]⁺中，含有σ键数目为8mol，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰；8mol；
（2）BF₃分子中B原子孤电子对数=$\frac{3-1×3}{2}$=0，价层电子对数=3+0=3，空间结构为平面正三角形；BF₃与NH₃以配位键结合生成BF₃•NH₃，该产物中B原子杂化轨道数目为4，B原子杂化方式为：sp³，
故答案为：平面正三角形；sp³；
（3）同周期随原子序数增大，元素第一电离能呈增大趋势，As元素原子4p轨道为半满稳定状态，第一电离能高于同周期相邻元素的，故第一电离能：Br＞As＞Se，
H₂O分子间存在氢键，沸点高于硫化氢的，
故答案为：Br＞As＞Se；H₂O分子间存在氢键；
（4）以顶点Si原子研究，与之最近的Si原子处于面心，每个顶点为8个晶胞共用，每个面心为2个晶胞共用，故每个Si原子周围最近的Si原子数目为$\frac{3×8}{2}$=12，
故答案为：12．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、电离能、杂化方式与空间构型判断、晶胞结构及计算等，注意同周期主族元素中第一电离能异常情况，掌握均摊法进行晶胞有关计算．