Question

太陽能電池的發展已經進入了第三代。第三代就是銅銦鎵硒CIGS等化合物薄膜太陽能電池以及薄膜Si系太陽能電池。完成下列填空：
（1）亞銅離子（Cu⁺）基態時的電子排布式為                         ；
（2）硒為第4周期元素，相鄰的元素有砷和溴，則3種元素的第一電離能從大到小順序為          （用元素符號表示），用原子結構觀點加以解釋              ；
（3）與鎵元素處于同一主族的硼元素具有缺電子性（價電子數少于價層軌道數），其化合物可與具有孤對電子的分子或離子生成加合物，如BF₃能與NH₃反應生成BF₃·NH₃。 BF₃·NH₃中B原子的雜化軌道類型為    ，B與N之間形成     鍵；
（4）單晶硅的結構與金剛石結構相似，若將金剛石晶體中一半的C原子換成Si原子且同種原子不成鍵，則得如圖所示的金剛砂（SiC）結構；在SiC中，每個C原子周圍最近的C原子數目為         。

Answer 1

（共8分）（1）1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰（1分）
（2）Br＞As＞Se （1分）    As、Se、Br原子半徑依次減小，原子核對外層電子的吸引力依次增強，元素的第一電離能依次增大（1分）；Se原子最外層電子排布為4s²4p⁴，而As原子最外層電子排布為4s²4p³，p電子排布處于半充滿狀態，根據洪特規則特例可知，半充滿狀態更穩定，所以As元素的第一電離能比Se大（1分）。
（3）sp³；（1分）  配位鍵（答共價鍵不得分）（1分）  (4)  12（2分）

解析試題分析：（1）銅是29號元素，銅原子失去一個電子變成亞銅離子，所以亞銅離子核外有28個電子。根據構造原理可知基態銅離子（Cu^＋）的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰或[Ar]3d¹⁰。
（2）As、Se、Br屬于同一周期且原子序數逐漸增大，這三種元素依次屬于第IVA族、第VA族、第VIA族。As、Se、Br原子半徑依次減小，原子核對外層電子的吸引力依次增強，元素的第一電離能依次增大；Se原子最外層電子排布為4s²4p⁴，而As原子最外層電子排布為4s²4p³，p電子排布處于半充滿狀態，根據洪特規則特例可知，半充滿狀態更穩定，所以As元素的第一電離能比Se大，即第VA族元素大于其相鄰元素的第一電離能，所以3種元素的第一電離能從大到小順序為Br＞As＞Se。
（3）BF₃?NH₃中B原子含有3個σ 鍵和一個配位鍵，所以其價層電子數是4，B原子采取sp³雜化。該化合物中，B原子提供空軌道的原子、N原子提供孤電子對，所以B、N原子之間形成配位鍵。
（4）根據晶胞結構可知，每個碳原子連接4個硅原子，每個硅原子又連接其它3個碳原子，所以每個C原子周圍最近的C原子數目為3×4＝12個。
考點：考查原子核外電子排布；元素第一電離能比較；配位鍵；晶胞的計算；原子軌道雜化方式及雜化類型判斷等