Question

【題目】第三代太陽能電池就是銅銦鎵硒CIGS等化合物薄膜太陽能電池以及薄膜Si系太陽能電池。

（1）晶體硅中Si原子的雜化方式是___，基態Ga原子核外電子排布式為___。

（2）向硫酸銅溶液中逐滴滴加濃氨水，先出現藍色絮狀沉淀，后沉淀逐漸溶解得到[Cu（NH3）4]SO4的深藍色透明溶液。

①NH3極易溶于水，除因為NH3與H2O都是極性分子外，還因為____。

②在[Cu（NH3）4]2+中Cu2+與NH3之間形成的化學鍵稱為___，提供孤電子對的成鍵原子是___。

③[Cu（NH3）4]2+具有對稱的空間構型，[Cu（NH3）4]2+中的兩個NH3被兩個C1-取代，能得到兩種不同結構的產物，則[Cu（NH3）4]2+的空間構型為___。

（3）某含銅化合物的晶胞如圖所示，晶胞上下底面為正方形，側面與底面垂直。則晶胞中每個Cu原子與____個S原子相連，含銅化合物的化學式為____。設NA為阿伏加德羅常數的值，則該晶胞的密度為___gcm3（用含a、b、NA的代數式表示）。

Answer 1

【答案】sp3 1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1 NH3與H2O之間可形成分子間氫鍵，NH3與H2O發生反應 配位鍵 N 平面正方形 4 CuFeS2

【解析】

（1）根據晶體硅中每個Si原子與周圍的4個硅原子形成正四面體，向空間延伸的立體網狀結構判斷；Ga是31號元素，根據能量最低原理書寫核外電子排布式；
（2）①氨氣分子與水分子之間形成氫鍵，且氨氣能與水反應；
②Cu2+含有空軌道，NH3中N原子含有孤電子對；
③[Cu（NH3）4]2+中的兩個NH3被兩個Cl-取代能得到兩種不同結構的產物，[Cu（NH3）4]2+的空間構型為平面正方形；
（3）根據均攤法計算晶胞中各原子數目，確定化學式，進而計算晶胞質量，再根據計算晶胞密度。

(1)因晶體硅中每個Si原子與周圍的4個硅原子形成正四面體，向空間延伸的立體網狀結構，所以晶體硅中Si原子的雜化方式為sp3雜化。Ga位于周期表中第4周期第ⅢA族，則基態Ga原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1，故答案為：sp3；1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1；

(2)①NH3極易溶于水，除因為它們都是極性分子外，還因為：NH3與H2O之間可形成分子間氫鍵，NH3與H2O發生反應，故答案為：NH3與H2O之間可形成分子間氫鍵，NH3與H2O發生反應；

②Cu2+含有空軌道，NH3中N原子含有孤電子對，二者形成配位鍵，故答案為：配位鍵；N；

③[Cu(NH3)4]2+中的兩個NH3被兩個Cl-取代能得到兩種不同結構的產物，[Cu(NH3)4]2+的空間構型為平面正方形，故答案為：平面正方形；

(3)晶胞中D(S)原子位于晶胞內部，原子數目為8個，E(Fe)原子6個位于面上、4個位于棱上，E(Fe)原子數目=6×+4×=4，F(Cu)原子位于4個位于面上、1個內部、8個頂點上，原子數目=4×+1+8×=4，晶體中Cu、Fe、S原子數目之比=4：4：8=1：1：2，故該晶體化學式為：CuFeS2，

晶胞質量m=×4g，晶胞體積V=(a×10-10cm)2×b×10-10cm，

晶體密度ρ=(×4g)÷[(a×10-10cm)2×b×10-10cm]=gcm3，

故答案為：4；CuFeS2；。