Question

太阳能电池板材料除单晶硅外，还有氮、硼、硒、钛、钴、钙等元素组成的化学物质。

(1)钙原子基态时的电子排布式为___________，金属钴堆积方式与镁相似，都属于六方最密堆积，其配位数是___________。

(2)氮元素的第一电离能在同周期中(稀有气体除外)从大到小排第___________位；写出与NO₃^－互为等电子体的一种非极性分子的化学式___________。

(3)晶体硼的结构单元是正二十面体，每个单元中有12个硼原子(如图)，其中有两个原子为¹⁰B，其余为¹¹B，则该结构单元有___________种不同的结构类型。已知硼酸(H₃BO₃)为一元弱酸，解释其为一元弱酸的原因____________________________________________。硼酸的结构与石墨相似，层内的分子以氢键相连，含lmol硼酸的晶体中有___________mol氢键。

(4)硒是动物体必需的营养元素。SeO₂是硒的重要化合物，SeO₂的价层电子对互斥模型是___________。

(5)在浓的TiCl₃的盐酸溶液中加入乙醚，并通入HCl至饱和，可得到配位数为6，组成为TiCl₃·6H₂O的晶体，该晶体中两种配体的物质的量之比为1︰5，则该配离子的化学式为___________。

(6)钴晶体的一种晶胞是一种体心立方结构(如图所示)，若该晶胞的边长为am，密度为ρg/cm³，N_A表示阿伏加德罗常数的值，则钴的相对原子质量可表示为___________。

Answer

1s22s22p63s23p64s2或[Ar]4s2 12 2 SO3、BF3等 3 硼酸与1个水分子可以形成1个氢键，电离产生和1个H+，因此硼酸为一元酸 3 平面三角形

【解析】

(1)钙为20号元素，其原子核外有20个电子，根据构造原理可知其基态原子核外电子排布为：1s22s22p63s23p64s2或[Ar]4s2, 镁晶体属于六方最密堆积，因为Co堆积方式与镁相似，所以其配位数是12；

(2)同一周期中元素的第一电离能，随着原子序数的增加而呈增加趋势，N由于2p半满的关系，氮元素的第一电离能比氧元素的第一电离能大，所以，F>N>O，N排在第二位；等电子体意味着原子数目和价电子数目相同，那么与NO3－互为等电子体的非极性分子为SO3、BF3等；

(3) 晶体硼的结构单元是正二十面体，有两个10B，先将一个10B固定在上顶点，则第二个10B依次为靠近一层的顶点、远离一层的顶点、对位顶点，有3种结构；硼酸与1个水分子可以形成1个氢键，电离产生和1个H+，因此硼酸为一元酸；1个硼酸分子中可以形成6个氢键，但是每个氢键是2个硼酸分子共有，所以每个硼酸分子平均含有3个氢键，则1mol硼酸晶体中含有3mol氢键；

(4) SeO2分子中价层电子对数为（6-2×2）+2=3，SeO2的价层电子互斥模型为平面三角形；

(5) 在浓的TiCl3的盐酸溶液中加入乙醚，并通入HCl至饱和，可得到配位数为6，组成为TiCl3·6H2O的晶体，该晶体中两种配体的物质的量之比为1︰5，配体为1个Cl-和5个H2O，其他的为外界，则配离子的化学式为：；

(6) 相对原子质量，在数值上等于摩尔质量（以g/mol为单位），该晶胞中原子个数1+8×1/8=2，晶胞体积为(a×10-7cm)3，根据，则 。

(1)钙为20号元素，其原子核外有20个电子，可知其基态原子核外电子排布为：1s22s22p63s23p64s2或[Ar]4s2，镁晶体属于六方最密堆积，因为Co堆积方式与镁相似，所以其配位数是12；

(2) N由于2p半满的关系，氮元素的第一电离能比氧元素的第一电离能大，所以，F>N>O，N排在第二位；等电子体意味着原子数目和价电子数目相同，那么与NO3－互为等电子体的非极性分子为SO3、BF3等；

(3) 晶体硼的结构单元是正二十面体，有两个10B，先将一个10B固定在上顶点，则第二个10B依次为靠近一层的顶点、远离一层的顶点、对位顶点，有3种结构；硼酸与1个水分子可以形成1个氢键，电离产生和1个H+，因此硼酸为一元酸；1个硼酸分子中可以形成6个氢键，但是每个氢键是2个硼酸分子共有，所以每个硼酸分子平均含有3个氢键，则1mol硼酸晶体中含有3mol氢键；

(4) SeO2分子中价层电子对数为（6-2×2）+2=3，SeO2的价层电子互斥模型为平面三角形；；

(5)配位数为6，组成为TiCl3·6H2O的晶体，两种配体的物质的量之比为1︰5，配体为1个Cl-和5个H2O，其他的为外界，则配离子的化学式为：；

(6) 相对原子质量，在数值上等于摩尔质量（以g/mol为单位），该晶胞中原子个数1+8×1/8=2，晶胞体积为(a×10-7cm)3，根据，则 ，Co的相对原子质量为5a3ρNA×10-22。