Question

【題目】太陽能的開發利用在新能源研究中占據重要地位，單晶硅太陽能電池片在加工時，一般摻雜微量的銅、锎、硼、鎵、硒等。回答下列問題：

⑴二價銅離子的電子排布式為 ，已知高溫下Cu2O比CuO更穩定，試從銅原子核外電子結構變化角度解釋 。

⑵如圖是銅的某種氧化物的晶胞結構示意圖，可確定該晶胞中陰離子的個數為 。

⑶往硫酸銅溶液中加入過量氨水，可生成[Cu(NH3)4]2+配離子。已知NF3與NH3的空間構型都是三角錐形，但NF3不易與Cu2+形成配離子，其原因是 。

⑷銅與類鹵素(SCN)2反應生成Cu(SCN)2，1mol(SCN)2中含有π鍵的數目為 ，類鹵素(SCN)2對應的酸有兩種，理論上硫氰酸（H—S—C≡N）的沸點低于異硫氰酸（H—N＝C＝S）的沸點。其原因是 。

⑸硼元素具有缺電子性，其化合物可與具有孤電子對的分子或離子形成配合物，如BF3能與NH3反應生成BF3NH3，在BF3NH3中B原子的雜化方式為 ，B與N之間形成配位鍵，氮原子提供 。

⑹六方氮化硼晶體結構與石墨晶體相似，層間相互作用為 。六方氮化硼在高溫高壓下，可以轉化為立方氮化硼，其結構和硬度都與金剛石相似，晶胞結構如下圖所示，晶胞邊長為361.5pm，立方氮化硼的密度是 g/cm3。（只要求列算式）。

Answer 1

【答案】（1）1s22s22p63s23p63d104s1；亞銅離子價電子排布式為3d10，亞銅離子核外電子處于穩定的全充滿狀態；(2)4 ；(3) F的電負性比N大，N-F成鍵電子對偏向F，導致NF3中氮原子核對其孤電子對的吸引能力增強，難以形成配位鍵；4NA；(4)異硫氰酸分子間可形成氫鍵，而硫氰酸不能；(5)sp3；孤對電子；(6)分子間作用力；(4×25)/ NA×(361.5×1010)3 g/cm3

【解析】

試題分析：（1）Cu元素原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，4s、3d能級各失去1個電子形成Cu2+，銅離子核外電子排布為：1s22s22p63s23p63d9，亞銅離子價電子排布式為3d10，亞銅離子核外電子處于穩定的全充滿狀態，高溫下Cu2O比CuO更穩定；（2）陰離子處于晶胞的體心、面心、頂點與棱上，晶胞中陰離子數目為1+8×1/8+2×1/2+4×1/4=4; （3）F的電負性比N大，N-F成鍵電子對偏向F，導致NF3中氮原子核對其孤電子對的吸引能力增強，難以形成配位鍵，故NF3不易與Cu2+形成配離子（4）（SCN）2的結構式為N≡C-S-S-C≡N，單鍵為σ鍵，三鍵含有1個σ鍵、2個π鍵，1mol（SCN）2中含有π鍵的數目為4NA，異硫氰酸分子間可形成氫鍵，而硫氰酸不能，故異硫氰酸的沸點較高，（5）BF3NH3中B原子形成4個σ鍵、沒有孤對電子，雜化軌道數目為4，B原子采取sp3雜化；B原子含有空軌道，N原子含有孤對電子，形成配位鍵中N原子提供孤對電子;（6）六方氮化硼晶體結構與石墨晶體相似，層間相互作用為分子間作用力；在金剛石的晶胞中含有的碳原子數為4+8×1/8+6×1/2=8. 立方氮化硼與金剛石相似，所以氮化硼晶胞中硼原子和氮原子的數目各有4個，晶胞質量為4×25/NA; 晶胞邊長為361.5pm，則氮化硼的密度為4×(361.5×10-10)3=(4×25)/ NA×(361.5×1010)3 g/cm3