Question

（1）單晶硅市傳統(tǒng)的導(dǎo)電材料，單晶硅的晶體類型是

 

；硅的第一電離能比碳的

 

（填“大”或“小”，下同）．硅的電負(fù)性比Al的

 

；
（2）太陽能熱水器中常使用一種以鎳合金空心球?yàn)槲談┑奶柲芪鼰嵬繉�，寫出基態(tài)鎳原子的價(jià)層電子排布式

 

，它位于周期表

 

區(qū)．
（3）今年來，銅系薄膜太陽能電池因其具有較強(qiáng)的抗輻射能力受到了廣泛關(guān)注．Cu單質(zhì)的晶鮑結(jié)構(gòu)如圖1所示，則晶胞中Cu原子的配位數(shù)為

 

，若晶胞的邊長為apm，則晶體Cu的密度為

 

g?cm^-3．

（4）富勒烯衍生物由于具有良好的光電性能，在太陽能電池的應(yīng)用上具有非常光明的前途，富勒烯（C₆₀）的結(jié)構(gòu)如圖2，分子中碳原子軌道的雜化類型為

 

，1molC₆₀分子中含有

 

mol鍵．

Answer 1

考點(diǎn)：元素電離能、電負(fù)性的含義及應(yīng)用,元素周期表的結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用,配合物的成鍵情況,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：原子組成與結(jié)構(gòu)專題,化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）直接由原子構(gòu)成的物質(zhì)有：稀有氣體與原子晶體等，常見的原子晶體有：一些非金屬單質(zhì)，如金剛石、硼、硅、鍺等；一些非金屬化合物，如二氧化硅、碳化硅、氮化硼等，單晶硅由Si原子直接構(gòu)成，屬于原子晶體；同一主族元素，其第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而減小；同周期從左到右電負(fù)性增強(qiáng)；
（2）28號元素鎳，核外有28個(gè)電子，Ni原子3d、4s能級上電子為其價(jià)電子，3d能級上有8個(gè)電子、4s能級上有2個(gè)電子，其價(jià)電子就是外圍電子，據(jù)此書寫外圍電子排布式；根據(jù)最后排入電子命名區(qū)名稱；
（3）利用均攤法計(jì)算晶胞中銅原子個(gè)數(shù)，每個(gè)晶胞中與一個(gè)頂點(diǎn)上銅原子距離最近的銅原子數(shù)是3，每個(gè)頂點(diǎn)上銅原子被8個(gè)晶胞占有，據(jù)此計(jì)算銅原子配位數(shù)；根據(jù)ρ=

m

V

計(jì)算；
（4）根據(jù)富勒烯（C₆₀）的結(jié)構(gòu)可以看出每個(gè)C原子和其它三個(gè)C原子成鍵，為三個(gè)δ鍵和一個(gè)π鍵，由此判斷雜化類型；根據(jù)C₆₀分子中每個(gè)C原子和其它C原子形成三個(gè)δ鍵，平均一個(gè)C原子生成

3

2

個(gè)δ鍵來計(jì)算σ鍵的數(shù)目．

解答： 解：（1）單晶硅由Si原子直接構(gòu)成，屬于原子晶體；同一主族元素，其第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而減小，所以硅的第一電離能高于碳，同周期從左到右電負(fù)性增強(qiáng)，所以硅的電負(fù)性比Al的大，
故答案為：原子晶體；小；大；
（2）28號元素鎳，核外有28個(gè)電子，Ni原子3d、4s能級上電子為其價(jià)電子，3d能級上有8個(gè)電子、4s能級上有2個(gè)電子，其價(jià)電子就是外圍電子，所以其外圍電子排布式為3d⁸4s² ；最后排入的電子是d電子，所以屬于d區(qū)，
故答案為：3d⁸4s² ；d；
（3）每個(gè)晶胞中銅原子個(gè)數(shù)=8×

1

8

+6×

1

2

=4；在銅的晶胞中，頂點(diǎn)上的銅原子被8個(gè)晶胞占有，每個(gè)晶胞中與一個(gè)頂點(diǎn)上銅原子距離最近的銅原子數(shù)是3，每個(gè)面上的銅原子被2個(gè)晶胞占有，所以其配位數(shù)是3×8×

1

2

=12，晶胞體積V=（a×10^-10cm）³，每個(gè)晶胞中銅原子個(gè)數(shù)是4，則ρ=

m

V

=

4×64

NA (a×10-10)3

g?cm^-3，
故答案為：12；

4×64

NA (a×10-10)3

g?cm^-3；
（4）根據(jù)富勒烯（C₆₀）的結(jié)構(gòu)可以看出每個(gè)C原子和其它三個(gè)C原子成鍵，為三個(gè)δ鍵和一個(gè)π鍵，故雜化類型為sp²雜化，C₆₀分子中每個(gè)C原子和其它C原子形成三個(gè)δ鍵，平均一個(gè)C原子生成

3

2

個(gè)δ鍵，所以1mol C₆₀分子中σ鍵的數(shù)目為90N_A，
故答案為：sp²；90N_A．

點(diǎn)評：本題考查較綜合，涉及電負(fù)性、第一電離能、核外電子排布、晶胞的計(jì)算、配位鍵、雜化方式的判斷等知識點(diǎn)，根據(jù)密度公式、價(jià)層電子對互斥理論等知識點(diǎn)來分析解答，難點(diǎn)是晶胞的計(jì)算，注意pm與cm之間的進(jìn)制，為易錯(cuò)點(diǎn)，題目難度中等．