Question

【物质结构与性质】（15分）铜、镓、硒、硅等元素的化合物是生产第三代太阳能电池的重要材    料。回答下列问题：

（1）基态铜原子的电子排布式为           ；已知高温下CuO—→Cu₂O+O₂，试从铜原子价层电子结构变化角度解释这一反应发生的原因：                           。

（2）硒、硅均能与氢元素形成气态氢化物，则它们形成的组成最简单的氢化物中，分子构型分别为            ，若“Si-H”中键合电子偏向氢元素，氢气与硒反应时单质硒是氧化剂，则硒与硅的电负性相对大小为__               __。

（3）与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性（价电子数少于价层轨道数），其化合物可与具有孤对电子的分子或离子生成配合物，如BF₃能与NH₃反应生成BF₃．NH₃，BF₃．NH₃中B原子的杂化轨道类型为_______________，B与N之间形成             键。

（4）金刚砂（SiC）的硬度为9.5，其晶胞结构如图所示；则金刚砂晶体类型为          ，在SiC中，每个C原子周围最近的C原子数目为           ，若晶胞的边长为a pm，则金刚砂的密度为        。

Answer

（1） 1s22s22p63s23p63d104s1；氧化铜中Cu2+的价电子结构为3d9，氧化亚铜中Cu+的价电子结构为3d10，3d10为全充满状态，稳定结构，所以在高温时，Cu2+得一个电子变成稳定结构的Cu+。

（2）V形和正四面体形， Se＞Si。

（3）sp3杂化，配位键。

（4）原子晶体， 12，1.6×1032/ NAa3g• cm-3。

【解析】

试题分析：（1）铜为29号元素，根据构造理论知基态铜原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1；高温下CuO—→Cu2O+O2，这一反应发生的原因：Cu2+的价电子结构为3d9，Cu+的价电子结构为3d10，3d10为全充满状态，稳定结构，所以在高温时，Cu2+得一个电子变成稳定结构的Cu+。

（2）根据水和甲烷的分子构型利用等电子原理确定硒化氢、硅烷的分子构型分别为V形和正四面体形，若“Si-H”中键合电子偏向氢元素，电负性：H＞Si，氢气与硒反应时单质硒是氧化剂，电负性：Se＞H，则硒与硅的电负性相对大小为Se＞Si。

（3）BF3•NH3中B原子含有3个σ 键和一个配位键，所以其价层电子数是4，B原子采取sp3杂化。该化合物中，B原子为提供空轨道的原子、N原子提供孤电子对，所以B、N原子之间形成配位键。

（4）根据金刚砂（SiC）的硬度和晶胞结构分析，金刚砂晶体类型为原子晶体，在SiC中，每个C原子周围最近的C原子数目为12。利用切割法分析1个晶胞含有4个碳原子和4个硅原子（8×1/8+6×1/2），则1mol晶胞中含4mol SiC，质量为160g，晶胞的边长为a pm，（相当于a×10-10cm）则1mol晶胞的体积为NA×a3×10-30cm3，则金刚砂的密度为160g÷（NA×a3×10-30cm3）=1.6×1032/ NAa3g• cm-3。

考点：考查物质结构与性质，涉及原子结构、分子结构和晶体结构等知识。