Question

【題目】太陽能電池板材料除單晶硅外，還有銅、銦、镲、硒、硅等化學(xué)物質(zhì)。

（1）基態(tài)銅原子有________種運動狀態(tài)不同的電子，核外電子占據(jù)最高能層的符號是__________，占據(jù)該能層電子的電子云輪廓圖形狀為____________________；

（2）①硒、硅均能與氫元素形成氣態(tài)氫化物。則它們形成的組成最簡單的氫化物的分子構(gòu)型分別為______________、_______________。

②若“Si—H”中共用電子對偏向氫元素，氫氣與硒反應(yīng)時單質(zhì)硒是氧化劑，則硒與硅的電負性相對大小為 Se___Si（填“>”或“<”）。

③人們把硅與氫元素形成的一類化合物叫硅烷。硅烷的組成、結(jié)構(gòu)與相應(yīng)的烷烴相似，硅烷的沸點與相對分子質(zhì)量的關(guān)系如圖所示，呈現(xiàn)這種變化的原因是________________________________________。

③與銦、鎵元素處于同一主族的硼元素具有缺電子性（價電子數(shù)少于價層軌道數(shù)），其化合物可與具有孤對電子的分子或離子生成配合物，如BF3能與NH3反應(yīng)生成BF3·NH3。BF3·NH3中B原子的雜化軌道類型為________________，B與N之間形成_________鍵。

（4）砷化鎵為第三代半導(dǎo)體，以其為材料制造的燈泡壽命長，耗能少。

已知砷化鎵的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，則砷化鎵的化學(xué)式為____________，AS和Ga之間的化學(xué)鍵為________和_________。砷化鎵密度為ρg·cm-3， Ga和As的摩爾質(zhì)量分別為MGa g·mol-1和MAs g·mol-1，原子半徑分別為rGa pm和rAspm，阿伏加德羅常數(shù)值為NA，則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為______________（用含有ρ、NA等符號的式子表示）

Answer 1

【答案】 29 N 球形 V 形 正四面體 > 相對分子質(zhì)量(M)越大，范德華力越大，沸點越高 sp3 配位鍵 GaAs 共價鍵 配位鍵 ×100%

【解析】（1）Cu元素核電荷數(shù)為29，所以核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，基態(tài)銅原子有29種運動狀態(tài)不同的電子；核外電子占據(jù)最高能層的符號是 N；占據(jù)4s能層電子的電子云輪廓圖形狀為球形；正確答案：29； N ； 球形。

（2）①硒、硅均能與氫元素形成氣態(tài)氫化物分別為H2Se、SiH4；中心原子硒雜化軌道數(shù)=中心原子的孤電子對數(shù)+中心原子的σ鍵個數(shù)=2+1/2×（6-2）=4，屬于sp3雜化，因為有2對孤電子對，所以分子構(gòu)型為V形；中心原子硅雜化軌道數(shù)=中心原子的孤電子對數(shù)+中心原子的σ鍵個數(shù)=4+1/2×（4-4）=4，屬于sp3雜化，因為沒有孤電子對，所以分子構(gòu)型為正四面體；正確答案：V 形； 正四面體。

②若“Si—H”中共用電子對偏向氫原子，說明硅顯正價；氫氣與硒反應(yīng)時單質(zhì)硒是氧化劑,硒顯負價，所以硒與硅的電負性相對大小為Se>Si；正確答案：>。

③硅烷都是分子晶體,分子晶體的沸點高低取決于分子間作用力,而分子間作用力與相對分子質(zhì)量的大小有關(guān),硅烷的相對分子質(zhì)量越大,分子間范德華力越強；正確答案：相對分子質(zhì)量(M)越大，范德華力越大，沸點越高。

④ BF3·NH3中B原子含有3個鍵和1個配位鍵,所以其價層電子數(shù)是4,B原子采取sp3 雜化,該化合物中,B原子提供空軌道、N原子提供孤電子對,所以B、N原子之間形成配位鍵；正確答案：sp3 ； 配位鍵。

（4）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，鎵原子個數(shù)為8×1/8+6×1/2=4, 砷原子個數(shù)為4,個數(shù)比1:1，因此砷化鎵的化學(xué)式為GaAs；它屬于共價化合物，AS和Ga之間的化學(xué)鍵為共價鍵和配位鍵；砷化鎵密度為ρ gcm-3，根據(jù)均攤法計算，As：8×1/8+6×1/2=4, Ga：4×1=4，所以該晶胞中有4個GaAs；故其晶胞中原子所占的體積V1=(4/3πr3As×4+4/3πr3Ga×4)×10-30，晶胞的體積V2=m/ρ=，故GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為V1/V2×100%，將V1、V2帶入計算得百分率=×100%；正確答案：GaAs ； 共價鍵； 配位鍵； 。