Question

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。请回答：

（1）基态铜原子的电子排布式为                ；已知高温下CuO→Cu₂O＋O₂，从铜原子价层电子结构(3d和4s轨道上应填充的电子数)变化角度来看，能生成Cu₂O的原因是                          。

（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”中共用电子对偏向氢元素，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Se     Si(填“>”、“<”)。

（3）SeO₂常温下白色晶体，熔点为340～350℃，315℃时升华，则SeO₂固体的晶体类型为          ；若SeO₂类似于SO₂是V型分子，则Se原子外层轨道的杂化类型为          。

（4）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。

（5）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    个；若晶胞的边长为a pm，则金刚砂的密度表达式为          g/cm³。

Answer

（1）1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1； CuO中铜的价层电子排布为3d 94s0，Cu2O中铜的价层电子排布为3d10，后者处于稳定的全充满状态而前者不是

（2）V形、正四面体；＞

（3）分子晶体；sp2

（4）sp3；配位

（5）原子晶体；12；或

【解析】

试题分析：（1）Cu元素为29号元素，原子核外有29个电子，所以核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1；CuO中铜的价层电子排布为3d94s0(1分)，Cu2O中铜的价层电子排布为3d10，3d10为稳定结构，所以在高温时，能生成Cu2O；

（2）硒、硅均能与氢元素形成气态氢化物分别为H2Se，SiH4，其分子结构分别V形，正四面体；若“Si-H”中键合电子偏向氢原子，说明硅显正价，氢气与硒反应时单质硒是氧化剂，硒显负价，所以硒与硅的电负性相对大小为Se＞Si；

（3）SeO2常温下白色晶体，熔、沸点低，为分子晶体；二氧化硒分子中价层电子对=2+(6-2×2)=3，Se原子的杂化类型为sp2，且含有一个孤电子对，所以属于V形；

（4）BF3•NH3中B原子含有3个σ 键和1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；

（5）金刚砂(SiC)的硬度为9.5，属于原子晶体；每个碳原子连接4个硅原子，每个硅原子又连接其它3个碳原子，所以每个碳原子周围最近的碳原子数目为3×4=12；该晶胞中C原子个数=8×+6×=4，Si原子个数为4，晶胞边长=a×10-10cm，体积V=(a×10-10cm)3，ρ==g•cm3=g•cm3。

考点：考查物质结构和性质，涉及晶胞计算、原子杂化判断、原子核外电子排布式的书写等。