Question

20．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）基态硅原子的价电子排布图：．
（2）硒和硫同为VIA族元素，与其相邻的元素有砷和溴，则三种元素的第二电离能由小到大的顺序为I_2As＜I_2Br＜I_2Se．（用I_2X表示）
（3）气态SeO₃分子的杂化类型为平面三角形，与SeO₃互为等电子体的一种阴离子为CO₃^2-或NO₃^-（填化学式）．
（4）胆矾CuSO₄•5H₂O可写成[Cu（H₂O）₄]SO₄•H₂O，其结构示意图如下：

胆矾中含有的粒子间作用力是ABDE（填序号）．
A．离子键      B．极性键    C．金属键     D．配位键      E．氢键    F．非极性键
（5）在硫酸铜溶液中加入过量KCN，生成配合物K₂[Cu（CN）₄]，该配合物属于离子晶体晶体，已知CN^-与N₂为等电子体，指出1molCN^-中π键的数目为2N_A．
（6）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，则该合金中铜原子（Cu）与金原子（Au）个数比为3：1；若该晶体的晶胞棱长为a nm，则该合金密度为$\frac{\frac{197+64×3}{{N}_{A}}}{（a×1{0}^{-7}）^{3}}$g/cm³．（列出计算式，不要求计算结果，阿伏加德罗常数的值为N_A）

Answer 1

分析 （1）Si原子核外有14个电子，3s、3p电子为其价电子，根据构造原理书写其价电子排布图；
（2）As、Se、Br同属第四周期元素，电离能从左到右逐渐增大，失去第1个电子后，价电子层的P能级上分别是4P²、4P³、4P⁴，Se处于半充满，第二个电子更难失去，电离能最大；    
（3）根据价层电子对互斥理论确定气态SeO₃分子的立体构型；根据等电子体要求原子总数相同，价电子数相同来确定；
（4）离子之间存在离子键，非金属元素之间形成共价键，含有孤电子对的原子和含有空轨道的原子之间存在配位键，氧原子和氢原子间存在氢键；
（5）配合物K₂[Cu（CN）₄]是离子晶体；在CN^-中碳原子与氮原子是以共价三键结合的，含有1个?键，2个π键；
（6）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）Si原子核外有14个电子，3s、3p电子为其价电子，根据构造原理书写其价电子排布，
故答案为；  
（2）As、Se、Br同属第四周期元素，电离能从左到右逐渐增大，失去第1个电子后，价电子层的P能级上分别是4P²、4P³、4P⁴，Se处于半充满，第二个电子更难失去，电离能最大，三种元素的第二电离能从小到大的顺序为I_2As＜I_2Br＜I_2Se，
故答案为：I_2As＜I_2Br＜I_2Se；
（2）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^-； 
（4）铜离子和硫酸根离子之间存在离子键，硫原子和氧原子间存在极性共价键，铜原子和氧原子间存在配位键，氧原子和氢原子间存在氢键，
故答案为：ABDE；
（5）配合物K₂[Cu（CN）₄]是离子晶体；在CN^-中碳原子与氮原子是以共价三键结合的，含有1个?键，2个π键，所以1molCN^-中含有的π键的数目为2N_A，
故答案为：离子晶体；2N_A；
（6）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Cu原子与Au原子个数之比=3：1，
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=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{197+64×3}{{N}_{A}}}{（a×1{0}^{-7}）^{3}}$g/cm³，
故答案为：3：1；$\frac{\frac{197+64×3}{{N}_{A}}}{（a×1{0}^{-7}）^{3}}$．

点评 本题主要考查了价电子排布图、第二电离能、分子空间构型、等电子体、晶胞密度的计算等，解题时要注意对基本知识的灵活运用，第二电离能的判断较难，第（6）题中单位是nm，容易出错，本题综合性强，难度较大．