Question

【題目】太陽能電池是通過光電效應或者光化學效應直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。其材料有單晶硅，還有銅、鍺、鎵、硒等化合物。

（1）基態(tài)亞銅離子中電子占據(jù)的原子軌道數(shù)目為____________。

（2）若基態(tài)硒原子價層電子排布式寫成4s24px24py4，則其違背了____________。

（3）左下圖表示碳、硅和磷元素的四級電離能變化趨勢，其中表示磷的曲線是____________(填標號)。

（4）單晶硅可由二氧化硅制得，二氧化硅晶體結(jié)構(gòu)如右上圖所示，在二氧化硅晶體中，Si、O

原子所連接的最小環(huán)為____________元環(huán)，則每個O原子連接____________個最小環(huán)。

（5）與鎵元素處于同一主族的硼元素具有缺電子性。自然界中含硼元素的鈉鹽是一種天然礦藏，其化學式寫作Na2B4O7·10H2O，實際上它的結(jié)構(gòu)單元是由兩個H3BO3和兩個[B(OH)4]-縮合而成的雙六元環(huán)，應該寫成Na2[B4O5(OH)4]8H2O.其結(jié)構(gòu)如圖所示，它的陰離子可形成鏈狀結(jié)構(gòu)。

①該晶體中不存在的作用力是____________(填選項字母)。

A．離子鍵B．共價鍵C．金屬鍵D．范德華力E.氫鍵

②陰離子通過____________相互結(jié)合形成鏈狀結(jié)構(gòu)。

（6）氮化嫁(GaN)的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。晶體中N、Ga原子的軌道雜化類型是否相同____________(填“是”或“否”)，判斷該晶體結(jié)構(gòu)中存在配位鍵的依據(jù)是____________。

（7）某光電材料由鍺的氧化物與銅的氧化物按一定比例熔合而成，其中鍺的氧化物晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示，該物質(zhì)的化學式為____________。已知該晶體密度為7.4g/cm3，晶胞邊長為4.3×10-10m。則鍺的相對原子質(zhì)量為____________(保留小數(shù)點后一位)。

Answer 1

【答案】

（1）14

（2）洪特規(guī)則

（3）b

（4）12；6

（5）①C；②氫鍵

（6）是；GaN晶體中，每1個Ga原子與4個N原子結(jié)合，而Ga原子只有3個價電子.故需N原子提供1個空軌道形成配位鍵

（7）GeO；72.5

【解析】

試題分析：（1）Cu原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，失去4s能級1個電子形成Cu+，Cu+基態(tài)時電子排布式為1s22s22p63s23p63d10，其電子占據(jù)的14原子軌道，故答案為：14；

（2）基態(tài)硒原子價層電子排布式寫成4s24px24py4，違背了洪特規(guī)則，故答案為：洪特規(guī)則；

（3）同主族自上而下第一電離能減小，P元素3p能級為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能高于同周期相鄰元素的，故Si的第一電離能最小，由圖中第一電離能可知，c為Si，P原子第四電離能為失去4s2能中1個電子，為全滿穩(wěn)定狀態(tài)，與第三電離能相差較大，可知b為P、a為C，故答案為：b；

（4）在二氧化硅晶體，Si、O原子所連接的最小環(huán)為12元環(huán)；可以看作在晶體硅中每個Si-Si鍵之間連接O原子，晶體Si中每個Si原子形成4個Si-Si鍵，由圖可知每2個Si-Si鍵可以形成2個六元環(huán)，而4個Si-Si鍵任意2個可以形成6種組合，則每個Si原子連接十二元環(huán)數(shù)目為6×2=12，則每個O原子連接6個最小環(huán)故答案為：12；6；

（5）①該晶體屬于離子晶體，含有離子鍵，在陰離子中含有共價鍵，該陰離子通過氫鍵相互結(jié)合形成鏈狀結(jié)構(gòu)，水分子間存在范德華力，故選C。

②該陰離子通過氫鍵相互結(jié)合形成鏈狀結(jié)構(gòu)，故答案為：氫鍵；

（6）根據(jù)氮化嫁(GaN)的晶體結(jié)構(gòu)圖，晶胞中1個Ga與4個N原子相結(jié)合，則1個N也與4個Ga原子相結(jié)合，Ga原子采取sp3雜化，則N原子也采用sp3雜化，雜化類型相同；晶胞中1個Ga與4個N原子相結(jié)合，而Ga原子中含有3個價電子，Ga提供1個空軌道與N原子提供的孤對電子形成配位鍵，故答案為：是；晶胞中1個Ga與4個N原子相結(jié)合，而Ga原子中含有3個價電子，Ga提供1個空軌道與N原子提供的孤對電子形成配位鍵；

（7）晶胞中Ge原子數(shù)目為4，O原子數(shù)目為8×+6×=4，則化學式為GeO，設(shè)鍺的相對原子質(zhì)量為M，則就晶胞質(zhì)量為：g，則：g=7.4g·cm-3×(4.3×l0-8 cm)3，解得M=72.5，故答案為：GeO；72.5。