Question

[化學(xué)-物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]
太陽(yáng)能電池的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了第三代．第三代就是銅銦鎵硒CIGS等化合物薄膜太陽(yáng)能電池以及薄膜Si系太陽(yáng)能電池．完成下列填空：
（1）亞銅離子（Cu⁺）基態(tài)時(shí)的電子排布式為______；
（2）硒為第4周期元素，相鄰的元素有砷和溴，則3種元素的第一電離能從大到小順序?yàn)開_____ （用元素符號(hào)表示），用原子結(jié)構(gòu)觀點(diǎn)加以解釋______；
（3）與鎵元素處于同一主族的硼元素具有缺電子性（價(jià)電子數(shù)少于價(jià)層軌道數(shù)），其化合物可與具有孤對(duì)電子的分子或離子生成加合物，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）單晶硅的結(jié)構(gòu)與金剛石結(jié)構(gòu)相似，若將金剛石晶體中一半的C原子換成Si原子且同種原子不成鍵，則得如圖所示的金剛砂（SiC）結(jié)構(gòu)；在SiC中，每個(gè)C原子周圍最近的C原子數(shù)目為______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)構(gòu)造原理寫出基態(tài)銅離子（Cu⁺）的電子排布式，注意銅原子變成亞銅離子時(shí)先失去最外層電子；
（2）同一周期中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大的趨勢(shì)，但第IIA族和第VA族元素的第一電離能大于其相鄰元素，原子半徑越小，原子核對(duì)外層電子的吸引力越大，且元素軌道中的電子處于半滿、全滿或全空時(shí)，原子最穩(wěn)定；
（3）根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定其雜化方式，提供空軌道的原子和提供孤電子對(duì)的原子之間形成配位鍵；
（4）每個(gè)碳原子連接4個(gè)硅原子，每個(gè)硅原子又連接其它3個(gè)碳原子，據(jù)此判斷每個(gè)C原子周圍最近的C原子數(shù)目．
解答：解：（1）銅是29號(hào)元素，銅原子失去一個(gè)電子變成亞銅離子，所以亞銅離子核外有28個(gè)電子，基態(tài)銅離子（Cu⁺）的電子排布式為：[Ar]3d¹⁰，故答案為：[Ar]3d¹⁰；
（2）As、Se、Br屬于同一周期且原子序數(shù)逐漸增大，這三種元素依次屬于第IVA族、第VA族、第VIA族，第VA族元素大于其相鄰元素的第一電離能，所以3種元素的第一電離能從大到小順序?yàn)锽r＞As＞Se； As、Se、Br原子半徑依次減小，原子核對(duì)外層電子的吸引力依次增強(qiáng)，元素的第一電離能依次增大；Se原子最外層電子排布為4s²4p⁴，而As原子最外層電子排布為4s²4p³，p電子排布處于半充滿狀態(tài)，根據(jù)洪特規(guī)則特例可知，半充滿狀態(tài)更穩(wěn)定，所以As元素的第一電離能比Se大，
故答案為：Br＞As＞Se； As、Se、Br原子半徑依次減小，原子核對(duì)外層電子的吸引力依次增強(qiáng)，元素的第一電離能依次增大；Se原子最外層電子排布為4s²4p⁴，而As原子最外層電子排布為4s²4p³，p電子排布處于半充滿狀態(tài)，根據(jù)洪特規(guī)則特例可知，半充滿狀態(tài)更穩(wěn)定，所以As元素的第一電離能比Se大；
（3）BF₃?NH₃中B原子含有3個(gè)σ 鍵一個(gè)配位鍵，所以其價(jià)層電子數(shù)是4，B原子采取sp³雜化，該化合物中，B原子提供空軌道的原子、N原子提供孤電子對(duì)，所以B、N原子之間形成配位鍵，故答案為：sp³；配位鍵；
（4）每個(gè)碳原子連接4個(gè)硅原子，每個(gè)硅原子又連接其它3個(gè)碳原子，所以每個(gè)C原子周圍最近的C原子數(shù)目為3×4=12，故答案為：12．
點(diǎn)評(píng)：本題涉及核外電子排布、第一電離能大小的比較、雜化方式的判斷等知識(shí)點(diǎn)，難點(diǎn)是配位數(shù)的判斷，會(huì)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)結(jié)合豐富想象力進(jìn)行分析解答，難度較大．