Question

2．太陽能電池板材料中除含有單晶體硅外，還含有銅、鐵、硒等物質．
（1）Fe位于元素周期表第四周期ⅤⅢ族，基態(tài)銅原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹．
（2）有一類有機硅化合物叫硅烷，硅烷的組成、結構與相應的烷烴相似．硅烷中硅原子的雜化軌道類型為sp³，硅烷的沸點與相對分子質量的關系如圖1所示，呈現(xiàn)這種變化的原因是硅烷的相對分子質量越大，分子間范德華力越強．
（3）硒與元素氧和硫同主族，三種元素的電負性由小到大的順序為O＞S＞Se（用元素符號表示）．
（4）氣態(tài)SeO₃分子的立體構型為平面三角形，與SeO₃互為等電子體的一種離子為CO₃^2-或NO₃^-（填化學式）．
（5）鐵和氨氣在一定條件下發(fā)生置換反應生成氫氣和另外一種化合物，該化合物的晶胞結構如圖所示，該化合物的化學式為Fe₄N．若兩個最近的Fe原子間的距離為acm，則該晶體的密度是$\frac{\frac{238}{{N}_{A}}}{{a}^{3}}$g•cm^-3（設N_A為阿伏加德常數(shù)的數(shù)值）．

Answer 1

分析 （1）Fe屬于26號元素，位于元素周期表第四周期第ⅤⅢ族，Cu元素為29號元素，原子核外有29個電子，所以核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
（2）根據(jù)硅烷的分子式得出，硅烷的通式為：Si_nH_2n+2，又硅烷的組成、結構與相應的烷烴相似，所以硅烷中硅采取sp³雜化方式；根據(jù)Si_nH_2n+2都是分子晶體，分子晶體的沸點高低取決于分子間作用力，而分子間作用力與相對分子質量的大小有關，據(jù)此答題；
（3）元素非金屬性越強，電負性越強；
（4）氣態(tài)SeO₃分子中中心原子的價層電子對數(shù)可以判斷分子構型；根據(jù)等電子體要求原子總數(shù)相同，價電子數(shù)相同來確定；
（5）該晶胞中Fe原子個數(shù)=6×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{8}$=4，N原子個數(shù)為1，其化學式為Fe₄N，晶胞的棱長=acm，體積為（acm）³，該晶胞密度ρ=$\frac{m}{V}$．

解答 解：（1）Fe屬于26號元素，位于元素周期表第四周期第ⅤⅢ族；Cu的基態(tài)原子電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，故答案為：四；ⅤⅢ；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；（2）根據(jù)硅烷的分子式得出，硅烷的通式為：Si_nH_2n+2，又硅烷的組成、結構與相應的烷烴相似，所以硅烷中硅采取sp³雜化方式；硅烷（Si_nH_2n+2）都是分子晶體，分子晶體的沸點高低取決于分子間作用力，而分子間作用力與相對分子質量的大小有關，硅烷的相對分子質量越大，分子間范德華力越強；
故答案為：sp³；硅烷的相對分子質量越大，分子間范德華力越強；
（3）元素非金屬性越強，電負性越強，所以三種元素的電負性由小到大的順序為：O＞S＞Se，故答案為：O＞S＞Se；
（4）氣態(tài)SeO₃分子中中心原子的價層電子對數(shù)為$\frac{6+0}{2}$=3，無孤電子對，所以分子構型為平面三角形，又等電子體要求原子總數(shù)相同，價電子數(shù)相同，所以與SeO₃互為等電子體的一種離子為CO₃^2-或NO₃^-；故答案為：平面三角形；CO₃^2-或NO₃^-；
（5）該晶胞中Fe原子個數(shù)=6×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{8}$=4，N原子個數(shù)為1，其化學式為Fe₄N，晶胞的棱長=a×10^-10cm，體積為（a×10^-10cm）³，該晶胞密度=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{238}{{N}_{A}}}{{a}^{3}}$g/cm³，
故答案為：Fe₄N，$\frac{\frac{238}{{N}_{A}}}{{a}^{3}}$．

點評 本題考查晶胞計算、原子雜化、微�？臻g構型、化學鍵等知識點，側重考查學生分析計算能力，這些都是高頻考點，知道價層電子對互斥理論的應用，難點是晶胞計算，題目難度中等．