Question

（2013?乐山三模）太阳能电池的发展已经进入了第三代．第一代为单晶硅太阳能电池，第二代为多晶硅、非晶硅等太阳能电池，第三代就是铜铟镓硒CIGS（CIS中掺入Ga）等化合物薄膜太阳能电池以及薄膜Si系太阳能电池．
（1）亚铜离子（Cu⁺）基态时的价电子排布式表示为

3d¹⁰

．
（2）硒为第4周期元素，相邻的元素有砷和溴，则这3种元素的第一电离能从大到小的顺序为

Br＞As＞Se

（用元素符号表示）．
（3）与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性，其化合物往往具有加合性，因而硼酸（H₃BO₃）在水溶液中能与水反应生成[B（OH）₄]^-而体现一元弱酸的性质．
①[B（OH）₄]^-中B的原子杂化类型为

sp³

．
②不考虑空间构型，[B（OH）₄]^-的结构可用示意图表示为

．
（4）单晶硅的结构与金刚石结构相似，若将金刚石晶体中一半的C原子换成Si原子且同种原子不成键，则得如图所示的金刚砂（SiC）结构；若在晶体硅所有Si-Si键中插入O原子即得SiO₂晶体．
①在SiC中，每个C原子周围最近的C原子数目为

12

．
②判断a．SiO₂，b．干冰，c．冰三种晶体的熔点从小到大的顺序是

b＜c＜a

（填序号）．

Answer 1

分析：（1）根据构造原理写出其核外电子排布式；
（2）同一周期中元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势，但第VA族元素大于其相邻元素；
（3）①根据价层电子对互斥理论确定其杂化方式；
②[B（OH）₄]^-中含有配位键；
（4）①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，据此判断每个C原子周围最近的C原子数目；
②根据晶体类型判断熔点大小，再根据分子晶体中是否含有氢键判断熔点高低．

解答：解：（1）铜是29号元素，铜原子失去一个电子变成亚铜离子，所以亚铜离子核外有28个电子，基态铜离子（Cu⁺）的价电子排布式为：3d¹⁰，故答案为：3d¹⁰；
（2）As、Se、Br属于同一周期且原子序数逐渐增大，这三种元素依次属于第IVA族、第VA族、第VIA族，第VA族元素大于其相邻元素的第一电离能，所以3种元素的第一电离能从大到小顺序为Br＞As＞Se，故答案为：Br＞As＞Se； 
（3）①[B（OH）₄]^-中B的价层电子对=4+

1

2

(3+1-4×1)=4，所以采取sp³杂化，故答案为：sp³；
②B原子是缺电子原子，所以该离子中还含有配位键，其结构为：，
故答案为：；
（4）①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C原子周围最近的C原子数目为3×4=12，故答案为：12；
②原子晶体的熔点大于分子晶体，分子晶体中含有氢键的物质熔点大于不含氢键的物质，二氧化硅是原子晶体，冰属于分子晶体但其含有氢键，干冰属于分子晶体但不含氢键，所以三种晶体的熔点从小到大的顺序是b＜c＜a，故答案为：b＜c＜a．

点评：本题涉及核外电子排布、第一电离能大小的比较、杂化方式的判断等知识点，难点是配位数的判断，会根据晶胞结构结合丰富想象力进行分析解答，难度较大．