Question

【題目】常見的太陽能電池有單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池、GaAs太陽能電池及銅銦鎵硒薄膜太陽能電池等。

（1）Cu+在基態時的價電子排布式為__________________。

（2）砷、硒是第四周期的相鄰元素，已知砷的第一電離能大于硒。請從原子結構的角度加以解釋___________________________。

（3）GaAs熔點1238℃，難溶于溶劑。其晶體類型為_____________。

（4）AsF3的空間構型是：______________。

（5）硼酸（H3BO3）本身不能電離出H+，在水中易結合一個OH-生成[B(OH)4]-，而體現弱酸性。

①[B(OH)4]-中B原子的雜化類型為________。

②[B(OH)4]-的結構式為____________________。

（6）金剛石的晶胞如圖，若以硅原子代替金剛石晶體中的碳原子，便得到晶體硅：若將金剛石晶體中一半的碳原子換成硅原子，且碳、硅原子交替，即得到碳化硅晶體（金剛砂）。

①金剛石、晶體硅、碳化硅的熔點由高到低的排列順序是_______________________(用化學式表示)。

②立方氮化硼（BN）晶體的結構與金剛石相似，硬度與金剛石相當，立方氮化硼的密度是ρ g·㎝-3，，則晶胞邊長為___________。(只要求列算式，不必計算出數值，阿伏伽徳羅常數為NA)。

Answer 1

【答案】 3d10 砷的4p軌道上的電子處于半充滿狀態，比較穩定，氣態原子失去一個電子需要的能量比較大原子晶體 原子晶體 三角錐形 sp3雜化 略 C>SiC>Si

【解析】（1）銅的原子序數為29，失去最外層一個電子形成Cu+，則Cu+在基態時的價電子排布式為：3d10。

（2）砷的價電子排布式4s24p3、硒的價電子排布式4s24p4，砷原子4p上電子是半充滿，更加穩定，失電子困難，砷的第一電離能比硒的第一電離能大。

（3）GaAs熔點1238℃，難溶于溶劑，符合原子晶體的特性，故GaAs是原子晶體。

（4）由價層電子對互斥理論可知，n=(5+3)/2=4，As原子采取sp3雜化，而配原子（F）數為3，則AsF3的空間構型是：三角錐形 。

（5）① B是第二周期原子，只有s、p四個軌道，而[B(OH)4]-中有四個OH配體，則B原子采取sp3雜化。

② [B(OH)4]-的結構式為。

（6）①金剛石、晶體硅、碳化硅都是原子晶體，原子晶體中共價鍵的鍵能越大，晶體熔點越高，而鍵長越長鍵能越小，故金剛石、晶體硅、碳化硅的熔點由高到低的排列順序是C>SiC>Si；②根據金剛石的結構可以判斷出金剛石的一個晶胞中含有的碳原子數=8/8+6/2+4=8，因此一個立方氮化硼晶胞中含有4個N原子和4個B原子．一個晶胞中的質量為25g×4/ NA，密度=ZMr/NAa3(Z是晶胞含有的單位數，a為晶胞邊長)，ρ=25g×4/ NA a3，a=pm。