Question

15．太陽(yáng)能電池板材料除單晶硅外，還有銅、銦、鎵、硒等化學(xué)物質(zhì)．
（1）基態(tài)硅原子的電子排布式：1s²2s²2p⁶3s²3p²．
（2）有一類組成最簡(jiǎn)單的有機(jī)硅化合物叫硅烷．硅烷的組成、結(jié)構(gòu)與相應(yīng)的烷烴相似．硅烷的通式為Si_nH_2n+2，硅烷中硅采取sp³雜化方式，硅烷的沸點(diǎn)與相對(duì)分子質(zhì)量的關(guān)系如圖所示，呈現(xiàn)這種變化的原因是硅烷的相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間范德華力越強(qiáng)．
（3）硒和硫同為VIA族元素，與其相鄰的元素有砷和溴，則三種元素的電負(fù)性由小到大的順序?yàn)锳s＜Se＜Br．（用元素符號(hào)表示）
（4）氣態(tài)SeO₃分子的立體構(gòu)型為平面三角形，與SeO₃互為等電子體的一種離子為CO₃^2-或NO₃^-（填化學(xué)式）．
（5）一種銅金合金晶體具有面心立方最密堆積結(jié)構(gòu)，在晶胞中金原子位于頂點(diǎn)，銅原子位于面心，則該合金中金原子（Au）與銅原子（Cu）個(gè)數(shù)比為1：3；若該晶體的晶胞棱長(zhǎng)為a pm，則該合金密度為$\frac{\frac{197+64×3}{N{\;}_{A}}}{（a×10{\;}^{-10}）{\;}^{3}}$g/cm³．（列出計(jì)算式，不要求計(jì)算結(jié)果，阿伏伽德羅常數(shù)的值為N_A）

Answer 1

分析 （1）硅是14號(hào)元素，根據(jù)原子核外電子排布規(guī)律可以寫(xiě)出電子排布式；
（2）根據(jù)硅烷的分子式得出，硅烷的通式為：Si_nH_2n+2，又硅烷的組成、結(jié)構(gòu)與相應(yīng)的烷烴相似，所以硅烷中硅采取sp³雜化方式；根據(jù)Si_nH_2n+2都是分子晶體，分子晶體的沸點(diǎn)高低取決于分子間作用力，而分子間作用力與相對(duì)分子質(zhì)量的大小有關(guān)，據(jù)此答題；
（3）砷、硒、溴三種元素都是第4周期非金屬元素，同一周期元素自左而右電負(fù)性呈增大趨勢(shì)，故電負(fù)性Br＞Se＞As，據(jù)此答題；
（4）氣態(tài)SeO₃分子中中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)可以判斷分子構(gòu)型；根據(jù)等電子體要求原子總數(shù)相同，價(jià)電子數(shù)相同來(lái)確定；
（5）利用均攤法計(jì)算兩種金屬原子個(gè)數(shù)之比，根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計(jì)算．

解答 解：（1）硅是14號(hào)元素，根據(jù)原子核外電子排布規(guī)律可以寫(xiě)出電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p²，故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p²；      
（2）根據(jù)硅烷的分子式得出，硅烷的通式為：Si_nH_2n+2，又硅烷的組成、結(jié)構(gòu)與相應(yīng)的烷烴相似，所以硅烷中硅采取sp³雜化方式；硅烷（Si_nH_2n+2）都是分子晶體，分子晶體的沸點(diǎn)高低取決于分子間作用力，而分子間作用力與相對(duì)分子質(zhì)量的大小有關(guān)，硅烷的相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間范德華力越強(qiáng)，故答案為：Si_nH_2n+2；sp³；硅烷的相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間范德華力越強(qiáng)；
（3）砷、硒、溴三種元素都是第4周期非金屬元素，同一周期元素自左而右電負(fù)性呈增大趨勢(shì)，故電負(fù)性As＜Se＜Br，故答案為：As＜Se＜Br；
（4）氣態(tài)SeO₃分子中中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為$\frac{6+0}{2}$=3，無(wú)孤電子對(duì)，所以分子構(gòu)型為平面三角形，又等電子體要求原子總數(shù)相同，價(jià)電子數(shù)相同，所以與SeO₃互為等電子體的一種離子為CO₃^2-或NO₃^-；故答案為：平面三角形；CO₃^2-或NO₃^-；   
（5）在晶胞中，Au原子位于頂點(diǎn)，Cu原子位于面心，該晶胞中Au原子個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$=1，Cu原子個(gè)數(shù)=6×$\frac{1}{2}$=3，所以該合金中Au原子與Cu原子個(gè)數(shù)之比=1：3，
晶胞體積V=（a×10^-10cm）³，每個(gè)晶胞中銅原子個(gè)數(shù)是3、Au原子個(gè)數(shù)是1，則ρ=$\frac{\frac{197+64×3}{N{\;}_{A}}}{（a×10{\;}^{-10}）{\;}^{3}}$g•cm^-3，
故答案為：1：3；$\frac{\frac{197+64×3}{N{\;}_{A}}}{（a×10{\;}^{-10}）{\;}^{3}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了核外電子排布、第一電離能、分子空間構(gòu)型、雜化方式、晶胞密度的計(jì)算，難度中等，解題時(shí)要注意對(duì)基本知識(shí)的靈活運(yùn)用．