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等化合物薄膜太阳能电池以及薄膜Si系太阳能电池．基态时的价电子排布式表示为．(2)硒为第4周期元素.相邻的元素有砷和溴.则3种元素的第一电离能从大到小顺序为．(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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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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

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

（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）溶于水显弱酸性，但它却只是一元酸，可以用硼酸在水溶液中的电离平衡解释它只是一元弱酸的原因．
①H₃BO₃中B的原子杂化类型为

；
②写出硼酸在水溶液中的电离方程式

．
（4）金刚砂（SiC）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，则得的金刚砂（SiC）结构．已知：碳原子半径为77pm，硅原子半径为117pm，SiC晶体密度为3.217g/cm³．
①SiC是

晶体，键角是

．
②如果我们以一个硅原子为中心，设SiC晶体中硅原子与其最近的碳原子的最近距离为d，则与硅原子次近的第二层有

个原子，离中心原子的距离是

．
③如果我们假设碳、硅原子是刚性小球，在晶体中彼此相切，请根据碳、硅原子半径计算SiC的密度，并与实际值对比．对产生偏差的原因作一合理解释．

．

考点：晶胞的计算,原子核外电子排布,元素电离能、电负性的含义及应用,金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系,原子轨道杂化方式及杂化类型判断

专题：原子组成与结构专题,化学键与晶体结构

分析：（1）亚铜离子核外有28个电子，3d电子为其价电子，根据构造原理书写其价电子排布式；
（2）同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第VA族元素的第一电离能大于相邻元素；
（3）①硼酸（H₃BO₃）溶于水显弱酸性，但它却只是一元酸，说明硼酸分子中含有一个羟基，根据价层电子对互斥理论确定B原子的杂化类型；
②硼酸为一元弱酸，在水溶液里电离出阴阳离子；
（4）①碳化硅是空间网状结构，为原子晶体，每个硅原子连接4个碳原子，形成正四面体结构；
②距离中心Si最近的第一层的4个C原子，每一个又连接着另外3个Si原子，这12个Si原子平均分布在一个球面上，根据直角三角形计算正四面体的边长；
③ρ=

，根据计算密度和实际密度比较相对大小分析，如果小于实际密度，则原子间不能相切．

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+

（3+1-4×1）=4，所以采取sp³杂化，故答案为：sp³；
②硼酸为一元弱酸，在水溶液里电离出阴阳离子，其电离方程式为：H₃BO₃+H₂O?[B（OH）₄]^-+H⁺，故答案为：H₃BO₃+H₂O?[B（OH）₄]^-+H⁺；
（4）①碳化硅是空间网状结构，为原子晶体，每个硅原子连接4个碳原子，形成正四面体结构，其键角为109°28′，故答案为：原子；109°28′；
②距离中心Si最近的第一层的4个C原子，每一个又连接着另外3个Si原子，这12个Si原子平均分布在一个球面上，F是C原子，A、B、C、D分别代表一个Si原子，AB、AC、AD、BC、BD、CD的边长相等，AF、BF的长相等为d，F位于体心上，O位于正三角形BCD的重心上，在正三角形BCD中，BE为三角形BCD的高，则CE为BC的一半，如图

，设正四面体的边长为x，CE的长为0.5x，BE=

x2-(0.5x)2

x，BO与OE的长之比为2：1，则BO的长为

x×

x，在三角形ABO中，AO的长=

x2-(

x)2

x，在三角形BFO中，OF的长=

x-d=

d2-(

x)2

，x=

d，
故答案为：12；

d；

③该晶胞中碳原子个数=4，硅原子个数=

×8+6×

=4，该晶胞的棱长=

(

d×2)=

d，晶胞的体积=（

d）³，d=77pm+117pm=194pm=1.94×10^-8cm，晶胞的体积=[

(1.17+0.77)×10-8×4

]3cm3，
ρ=

4×(12+28)

[

(1.17+0.77)×10-8×4

]3cm3

=2.96g/cm³＜3.217g/cm³，密度偏小，说明实际晶胞体积比计算值小即碳原子、硅原子间的距离应比两个半径小，实际上碳、硅原子间有共价键作用，而不能假设成相切，应该是相交，
故答案为：

4×(12+28)

[

(1.17+0.77)×10-8×4

]3cm3

=2.96g/cm³＜3.217g/cm³，密度偏小，说明实际晶胞体积比计算值小即碳原子、硅原子间的距离应比两个半径小，实际上碳、硅原子间有共价键作用，而不能假设成相切，应该是相交．

点评：本题考查了晶胞的计算、元素周期律、原子杂化等知识点，这些都是学习重点也是学习难点，同时考查学生的空间想象能力、分析问题能力、数学分析逻辑能力等，会根据直角三角形定理计算边长，难度较大．

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