Question

第三代太阳能电池就是铜铟镓硒CIGS等化合物薄膜太阳能电池以及薄膜Si系太阳能电池。

（1）晶体硅中Si原子的杂化方式是___，基态Ga原子核外电子排布式为___。

（2）向硫酸铜溶液中逐滴滴加浓氨水，先出现蓝色絮状沉淀，后沉淀逐渐溶解得到[Cu（NH₃）₄]SO₄的深蓝色透明溶液。

①NH₃极易溶于水，除因为NH₃与H₂O都是极性分子外，还因为____。

②在[Cu（NH₃）₄]²⁺中Cu²⁺与NH₃之间形成的化学键称为___，提供孤电子对的成键原子是___。

③[Cu（NH₃）₄]²⁺具有对称的空间构型，[Cu（NH₃）₄]²⁺中的两个NH₃被两个C1^-取代，能得到两种不同结构的产物，则[Cu（NH₃）₄]²⁺的空间构型为___。

（3）某含铜化合物的晶胞如图所示，晶胞上下底面为正方形，侧面与底面垂直。则晶胞中每个Cu原子与____个S原子相连，含铜化合物的化学式为____。设N_A为阿伏加德罗常数的值，则该晶胞的密度为___g•cm^‑3（用含a、b、N_A的代数式表示）。

Answer

sp3 1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1 NH3与H2O之间可形成分子间氢键，NH3与H2O发生反应 配位键 N 平面正方形 4 CuFeS2

【解析】

（1）根据晶体硅中每个Si原子与周围的4个硅原子形成正四面体，向空间延伸的立体网状结构判断；Ga是31号元素，根据能量最低原理书写核外电子排布式；
（2）①氨气分子与水分子之间形成氢键，且氨气能与水反应；
②Cu2+含有空轨道，NH3中N原子含有孤电子对；
③[Cu（NH3）4]2+中的两个NH3被两个Cl-取代能得到两种不同结构的产物，[Cu（NH3）4]2+的空间构型为平面正方形；
（3）根据均摊法计算晶胞中各原子数目，确定化学式，进而计算晶胞质量，再根据计算晶胞密度。

(1)因晶体硅中每个Si原子与周围的4个硅原子形成正四面体，向空间延伸的立体网状结构，所以晶体硅中Si原子的杂化方式为sp3杂化。Ga位于周期表中第4周期第ⅢA族，则基态Ga原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1，故答案为：sp3；1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1；

(2)①NH3极易溶于水，除因为它们都是极性分子外，还因为：NH3 与 H2O之间可形成分子间氢键，NH3与H2O发生反应，故答案为：NH3 与 H2O之间可形成分子间氢键，NH3与H2O发生反应；

②Cu2+含有空轨道，NH3中N原子含有孤电子对，二者形成配位键，故答案为：配位键；N；

 ③[Cu(NH3)4]2+中的两个NH3被两个Cl-取代能得到两种不同结构的产物，[Cu(NH3)4]2+的空间构型为平面正方形，故答案为：平面正方形；

(3)晶胞中D(S)原子位于晶胞内部，原子数目为8个，E(Fe)原子6个位于面上、4个位于棱上，E(Fe)原子数目=6×+4×=4，F(Cu)原子位于4个位于面上、1个内部、8个顶点上，原子数目=4×+1+8×=4，晶体中Cu、Fe、S原子数目之比=4：4：8=1：1：2，故该晶体化学式为：CuFeS2，

晶胞质量m=×4g，晶胞体积V=(a×10-10 cm)2×b×10-10 cm，

晶体密度ρ=(×4g)÷[(a×10-10 cm)2×b×10-10 cm]=g•cm‑3，

故答案为：4；CuFeS2；。