Question

铜、镓、硒、硅等元素的化合物是生产第三代太阳能电池的重要材料。请回答：

（1）基态铜原子的电子排布式为________________；己知高温下CuO→Cu₂O+O₂，从铜原子价层电子结构（3d和4s轨道上应填充的电子数）变化角度来看，能生成Cu₂O的原因是____________________。

（2）硒、硅均能与氢元素形成气态氢化物，若“Si-H”中共用电子对偏向氢元素，氢气与硒反应时单质硒是氧化剂，则硒与硅的电负性相对大小为Se___________Si（填“>”、“<”）。与Si同周期部分元素的电离能如下图所示，其中a、b和c分别代表____________。

A．a为I_l、b为I₂、c为I₃B．a为I₂、b为I₃、c为I₁

C．a为I₃、b为I₂、c为I₁D．a为I_l、b为I₃、c为I₂

（3） SeO₂常温下白色晶体，熔点为340～350℃，315℃时升华，则SeO₂固体的晶体类型为____________；若SeO₂类似于SO₂是V型分子，则Se原子外层轨道的杂化类型为_____________。

（4）镓与某有机物形成的配合物过程如下图（左），在图上画出产物中的配位键。

（5）金刚砂(SiC)的硬度为9.5，其晶胞结构如上图（右）所示，则Si原子的配位数为___________，每个C原子周围最近的C原子数目为___________个；若晶胞的边长为a pm，则金刚砂的密度表达式为___________g/cm³。

Answer

（1）1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1；CuO中铜的价层电子排布为3d9，Cu2O中铜的价层电子排布为3d10，后者处于稳定的全充满状态而前者不是；

（2）＞；B；（3）分子晶体；sp2；

（4）；

（5）4；12；或；

【解析】试题分析：（1）Cu元素为29号元素，原子核外有29个电子，所以核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1；CuO中铜的价层电子排布为3d94s0（1分），Cu2O中铜的价层电子排布为3d10，3d10为稳定结构，所以在高温时，能生成Cu2O；故答案为：1s22s22p63s23p63d104s1；CuO中铜的价层电子排布为3d9，Cu2O中铜的价层电子排布为3d10，后者处于稳定的全充满状态而前者不是；

（2）若“Si-H”中键合电子偏向氢原子，说明硅显正价，氢气与硒反应时单质硒是氧化剂，硒显负价，所以硒与硅的电负性相对大小为Se＞Si；在第三周期元素中，钠失去1个电子后，就已经达到稳定结构，所以钠的第二电离能最大，镁最外层为2个电子，失去2个电子后为稳定结构，所以镁的第二电离能较小，铝最外层有3个电子，失去2个电子后还未达稳定结构，而铝的金属性比镁弱，所以第二电离能比镁略高，硅最外层上2p层有2个电子，失去后，留下2s轨道上有2个电子，相对较稳定，所以硅的第二电离能比铝要低，磷、硫非金属性逐渐增大，第二电离能也增大，由于硫失去一个电子后，3p轨道上是3个电子，是较稳定结构，所以硫的第二电离能要高于氯，a为第二电离能为I2、b为第三电离能为I3、c为第一电离能为I1，选B，故答案为：＞；B；

（3）SeO2常温下白色晶体，熔、沸点低，为分子晶体；二氧化硒分子中价层电子对=2+（6-2×2）=3，Se原子的杂化类型为sp2，且含有一个孤电子对，所以属于V形；故答案为：分子晶体；sp2；

（4）镓原子和氮原子间形成配位键，由氮原子单方面提供电子对，和镓原子间形成四个配位键，画出的配位键图示为：故答案为：；

（5）金刚砂（SiC）的硬度为9.5，属于原子晶体；每个硅原子连接4个碳原子，Si原子的配位数为4；每个硅原子又连接其它3个碳原子，所以每个碳原子周围最近的碳原子数目为3×4=12；该晶胞中C原子个数=8×+6×=4，Si原子个数为4，晶胞边长=a×10-10cm，体积V=（a×10-10cm）3，ρ==g•cm3=g•cm3；故答案为：4；12；。

【考点定位】考查配位键形成、原子杂化方式判断、原子核外电子排布、晶胞计算

【名师点晴】本题考查物质结构和性质，为高频考点，侧重考查学生空间想象能力及计算能力，涉及配位键形成、原子杂化方式判断、原子核外电子排布等知识点，主要是图象分析和数据分析、电离能的理解应用。价层电子对互斥模型（简称VSEPR模型），根据价电子对互斥理论，价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数．σ键个数=配原子个数，孤电子对个数=×（a-xb），a指中心原子价电子个数，x指配原子个数，b指配原子形成稳定结构需要的电子个数；分子的立体构型是指分子中的原子在空间的排布，不包括中心原子未成键的孤对电子；实际空间构型要去掉孤电子对，略去孤电子对就是该分子的空间构型。