Question

【题目】据世界权威刊物《自然》最近报道， 选择碲化锆 （ZrTe5）为材料验证了三维量子霍尔效应， 并发现了金属－绝缘体的转换。Te属于ⅥA元素。回答下列问题：

(1)锆(Zr)的简化电子排布式为[Kr]4d25s2，锆原子中d轨道上的电子数是___，Zr2+的价电子排布图是___。

(2)O、Se、Te的第一电离能由大到小的顺序是___，H2O、H2Se、H2Te的沸点由高到低的顺序是___。

(3)H2Te和CO2 均为三原子分子，但它们的键角差别较大，试用杂化轨道理论解释，理由是___。

(4) [Zr(C2H5O)2]2+是Zr4+形成的一种配离子，其中的配位原子是___(填符号)， 1个[Zr(C2H5O)2]2+离子中含共价键的数目是___。

(5)立方氧化锆是一种人工合成的氧化物，其硬度极高，可用于陶瓷和耐火材料，其晶胞结构如图所示。Zr原子的配位数是___。若晶胞中距离最近的两个氧原子间的距离为anm，则立方氧化锆的密度为___ g/cm3。

Answer 1

【答案】12 O＞Se＞Te H2O＞H2Te＞H2Se H2Te中Te为sp3杂化，由于两对孤电子对的排斥作用使其键角小于109°28，CO2中C为sp杂化，键角为180° O 16 8 =

【解析】

（1）锆(Zr)的简化电子排布式为[Kr]4d25s2，锆原子中3d轨道上的电子数是10，4d轨道上的电子数是2，d轨道上的电子数一共12个，Zr2+的价电子排布图是。故答案为：12 ； ；

（2）O、Se、Te处于同主族,同主族自上而下电离能降低，第一电离能由大到小的顺序是O＞Se＞Te；H2O受氢键影响，所以沸点最高。H2Se、H2Te的沸点主要受范氏力影响，分子量越大，沸点越高。H2O、H2Se、H2Te的沸点由高到低的顺序是H2O＞H2Te＞H2Se。故答案为：O＞Se＞Te；H2O＞H2Te＞H2Se；

（3）H2Te中Te原子价层电子对个数=2+ =4，有两对孤电子对，分子为V形结构，CO2 中C原子价层电子对个数=2+ =２，分子为直线型，H2Te和CO2 均为三原子分子，但它们的键角差别较大，理由是 H2Te中Te为sp3杂化，由于两对孤电子对的排斥作用使其键角小于109°28，CO2中C为sp杂化，键角为180° 。故答案为： H2Te中Te为sp3杂化，由于两对孤电子对的排斥作用使其键角小于109°28，CO2中C为sp杂化，键角为180° ；

（4）[Zr(C2H5O)2]2+是Zr4+形成的一种配离子，配体中O原子含有孤电子对，所以配原子为O原子；1个[Zr(C2H5O)2]2+离子中同种非金属元素之间形成非极性键、不同非金属元素之间形成极性键，共价单键为σ键，该离子的结构是含共价键的数目是１６。故答案为：O；１６；

（5）该晶胞中Zr原子个数=8× +6×=4、O原子个数为8，Zr、O原子个数之比=4：8=1：2，锆原子的配位数是8，若晶胞中距离最近的两个氧原子间的距离为anm，这两个氧原子之间的距离为晶胞棱长的一半，则晶胞棱长为2anm，晶胞体积=（2a×10-7cm）3，则立方氧化锆的密度= = g·cm－3= g·cm－3。

故答案为：8； =g·cm－3。