Question

能源問題日益成為制約國際社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸，越來越多的國家開始實(shí)行“陽光計(jì)劃”，開發(fā)太陽能資源，尋求經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動(dòng)力．
（1）太陽能熱水器中常使用一種以鎳或鎳合金空心球?yàn)槲�收劑的太陽能吸熱涂層，基態(tài)鎳原子M層上的未成對(duì)電子數(shù)為

 

．
（2）大阪大學(xué)近日宣布，有機(jī)太陽能固體電池效率突破5.3%，而高純度C₆₀是其“秘密武器”．C₆₀的結(jié)構(gòu)如圖1，分子中碳原子軌道的雜化類型為

 

；1mol C₆₀分子中π鍵的數(shù)目為

 

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（3）金屬酞菁配合物在硅太陽能電池中有重要作用，一種金屬鎂酞菁配合物的結(jié)構(gòu)如圖2．該結(jié)構(gòu)中，碳氮之間的共價(jià)鍵類型有

 

（按原子軌道重疊方式填寫共價(jià)鍵的類型），請(qǐng)?jiān)趫D圖2中用箭頭表示出配位鍵．

（4）多元化合物薄膜太陽能電池材料為無機(jī)鹽，其主要包括砷化鎵、硫化鎘、硫化鋅及銅錮硒薄膜電池等．
①第一電離能：As

 

Se（填“＞”、“＜”或“=”）．
②硫化鋅的晶胞中（結(jié)構(gòu)如圖3所示），硫離子的配位數(shù)是

 

．
③二氧化硒分子的空間構(gòu)型為

 

．
④砷化鎵可由（CH₃）₃Ga和AsH₃在700℃下反應(yīng)制得，反應(yīng)的方程式為

 

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Answer 1

考點(diǎn)：原子核外電子排布,配合物的成鍵情況,晶胞的計(jì)算,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）基態(tài)Ni原子核外電子排布式為1S²2S²2P⁶3S²3P⁶3d⁸4s²，據(jù)此判斷；
（2）每個(gè)C原子成3個(gè)σ鍵、沒有孤電子對(duì)，雜化軌道數(shù)目為3，據(jù)此確定雜化方式；
利用均攤法計(jì)算每個(gè)碳原子含有幾個(gè)π鍵，從而計(jì)算1mol C₆₀分子中π鍵的數(shù)目；
（3）C、N原子之間形成雙鍵、單鍵；配位鍵由提供孤電子對(duì)的原子指向提供空軌道的原子；
（4）①同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大的趨勢，注意第VA族元素大于同周期相鄰元素的第一電離能；
②由晶胞結(jié)構(gòu)可知，每個(gè)硫離子連接4個(gè)鋅離子，所其配位數(shù)是4；
③根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定其空間構(gòu)型；
④砷化鎵可由（CH₃）₃Ga和AsH₃在700℃下反應(yīng)制得，由元素守恒可知還生成甲烷．

解答： 解：（1）基態(tài)Ni原子核外電子排布式為1S²2S²2P⁶3S²3P⁶3d⁸4s²，3d軌道有2個(gè)單電子，故答案為：2；
（2）每個(gè)C原子成3個(gè)σ鍵、沒有孤電子對(duì)，雜化軌道數(shù)目為3，所以C原子采用sp² 雜化；
每個(gè)碳原子含有的π鍵個(gè)數(shù)為

1

2

，所以1mol C₆₀分子中σ鍵的數(shù)目=1mol×60×

1

2

×N_Amol^-1=30N_A，
故答案為：sp²；30N_A；
（3）C、N原子之間形成雙鍵、單鍵，單鍵為σ鍵，雙鍵含有1個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵；
配位鍵由提供孤電子對(duì)的原子指向提供空軌道的原子，所以該配合物中的配位鍵為：
，故答案為：σ鍵、π鍵；；
（3）①As和Se屬于同一周期，且As屬于第VA族，Se屬于第VIA族，As原子4p能級(jí)容納3個(gè)電子，為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于Se，所以第一電離能As＞Se，故答案為：＞；
②由晶胞結(jié)構(gòu)可知，每個(gè)硫離子連接4個(gè)鋅離子，所其配位數(shù)是4，故答案為：4；
③二氧化硒分子中Se原子價(jià)層電子對(duì)=2+

6-2×2

2

=3，且含有一個(gè)孤電子對(duì)，所以其空間結(jié)構(gòu)為V形，故答案為：V形；
④砷化鎵可由（CH₃）₃Ga和AsH₃在700℃下反應(yīng)制得，由元素守恒可知還生成甲烷，反應(yīng)方程式為：（CH₃）₃Ga+AsH₃

700℃  .

GaAs+3CH₄ ，故答案為：（CH₃）₃Ga+AsH₃

700℃  .

GaAs+3CH₄ ．

點(diǎn)評(píng)：本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及核外電子排布、雜化軌道、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、電離能、化學(xué)鍵、配合物等，難度中等，會(huì)利用均攤法進(jìn)行晶胞有關(guān)計(jì)算，注意配位鍵形成條件．