Question

【題目】ⅡBⅥA族半導體納米材料（如CdTe、CdSe、ZnSe、ZnS等）在光電子器件、太陽能電池以及生物探針等方面有廣闊的前景。回答下列問題：

（1）基態(tài)鋅（Zn）原子的電子排布式為[Ar]_____。

（2）“各能級最多容納的電子數(shù)，是該能級原子軌道數(shù)的二倍”，支撐這一結(jié)論的理論是______（填標號）

a 構(gòu)造原理 b 泡利原理 c 洪特規(guī)則 d 能量最低原理

（3）在周期表中，Se與As、Br同周期相鄰，與S、Te同主族相鄰。Te、As、Se、Br的第一電離能由大到小排序為_______。

（4）H2O2和H2S的相對分子質(zhì)量相等，常溫下，H2O2呈液態(tài)，而H2S呈氣態(tài)，其主要原因是______；的中心原子雜化類型為_______，其空間構(gòu)型為_______。

（5）ZnO具有獨特的電學及光學特性，是一種應(yīng)用廣泛的功能材料。

①已知鋅元素、氧元素的電負性分別為1.65、3.5，ZnO中化學鍵的類型為______。ZnO可以被NaOH溶液溶解生成[Zn(OH)4]2—，請從化學鍵角度解釋能夠形成該離子的原因。_______。

②一種ZnO晶體的晶胞如圖所示。晶胞邊長為a nm、阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，其晶體密度為________g·cm3。

Answer 1

【答案】3d104s2 b Br>As>Se>Te H2O2分子間存在氫鍵 sp3雜化 三角錐形 離子鍵 Zn2+可以通過配位鍵與OH—結(jié)合成為絡(luò)離子 3.24×1023/(a 3NA)

【解析】

(1)鋅為30號元素，據(jù)此書寫基態(tài)鋅(Zn)原子的電子排布式；

(2)根據(jù)“各能級最多容納的電子數(shù)，是該能級原子軌道數(shù)的二倍”，結(jié)合各選項分析判斷；

(3) 同周期元素，從左到右，元素的第一電離能呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素；同族元素，從上至下第一電離能逐漸減小，據(jù)此判斷Te、As、Se、Br的第一電離能的大小順序；

(4) H2O2分子間存在氫鍵，而H2S分子間不能形成氫鍵；根據(jù)價層電子對數(shù)=σ鍵個數(shù)+孤電子對個數(shù)分析解答；

(5)①根據(jù)電負性的差值＞1.7，形成離子鍵，＜1.7形成共價鍵判斷；根據(jù)[Zn(OH)4]2—中存在配位鍵分析解答；②根據(jù)均攤法計算ZnO晶胞中含有的Zn、O原子數(shù)，計算晶胞的質(zhì)量，再計算晶胞的密度。

(1)鋅為30號元素，基態(tài)鋅(Zn)原子的價電子排布式為 3d104s2，故答案為：3d104s2；

(2)“各能級最多容納的電子數(shù)，是該能級原子軌道數(shù)的二倍”，支撐這一結(jié)論的理論是泡利原理，故答案為：b；

(3) 同周期元素，從左到右，元素的第一電離能呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素；同族元素，從上至下第一電離能逐漸減小。在周期表中，Se與As、Br同周期相鄰，與S、Te同主族相鄰，則Te、As、Se、Br的第一電離能由大到小排序為Br>As>Se>Te，故答案為：Br>As>Se>Te；

(4)H2O2和H2S的相對分子質(zhì)量相等，但H2O2分子間存在氫鍵，沸點較高，H2S分子間不能形成氫鍵，使得常溫下，H2O2呈液態(tài)，而H2S呈氣態(tài)；的中心原子Se的價層電子對數(shù)=3+=4，采用sp3雜化，其空間構(gòu)型為三角錐形，故答案為：H2O2分子間存在氫鍵；sp3雜化；三角錐形；

(5)①鋅元素、氧元素的電負性分別為1.65、3.5，ZnO中電負性的差值=3.5-1.65=1.85＞1.7，構(gòu)成離子鍵；Zn2+可以通過配位鍵與OH—結(jié)合成為絡(luò)離子，導致ZnO可以被NaOH溶液溶解生成[Zn(OH)4]2—，故答案為：離子鍵；Zn2+可以通過配位鍵與OH—結(jié)合成為絡(luò)離子；

②ZnO晶胞中含有Zn原子數(shù)=8×+6×=4，O原子數(shù)=12×+1=4，因此晶胞的質(zhì)量=g，晶胞的體積=(a×10-7)3cm3，晶胞的密度==×1023 g·cm3，故答案為：×1023。