Question

【题目】ⅡBⅥA族半导体纳米材料（如CdTe、CdSe、ZnSe、ZnS等）在光电子器件、太阳能电池以及生物探针等方面有广阔的前景。回答下列问题：

（1）基态锌（Zn）原子的电子排布式为[Ar]_____。

（2）“各能级最多容纳的电子数，是该能级原子轨道数的二倍”，支撑这一结论的理论是______（填标号）

a 构造原理 b 泡利原理 c 洪特规则 d 能量最低原理

（3）在周期表中，Se与As、Br同周期相邻，与S、Te同主族相邻。Te、As、Se、Br的第一电离能由大到小排序为_______。

（4）H2O2和H2S的相对分子质量相等，常温下，H2O2呈液态，而H2S呈气态，其主要原因是______；的中心原子杂化类型为_______，其空间构型为_______。

（5）ZnO具有独特的电学及光学特性，是一种应用广泛的功能材料。

①已知锌元素、氧元素的电负性分别为1.65、3.5，ZnO中化学键的类型为______。ZnO可以被NaOH溶液溶解生成[Zn(OH)4]2—，请从化学键角度解释能够形成该离子的原因。_______。

②一种ZnO晶体的晶胞如图所示。晶胞边长为a nm、阿伏加德罗常数的值为NA，其晶体密度为________g·cm3。

Answer 1

【答案】3d104s2 b Br>As>Se>Te H2O2分子间存在氢键 sp3杂化 三角锥形 离子键 Zn2+可以通过配位键与OH—结合成为络离子 3.24×1023/(a 3NA)

【解析】

(1)锌为30号元素，据此书写基态锌(Zn)原子的电子排布式；

(2)根据“各能级最多容纳的电子数，是该能级原子轨道数的二倍”，结合各选项分析判断；

(3) 同周期元素，从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素的第一电离能大于相邻元素；同族元素，从上至下第一电离能逐渐减小，据此判断Te、As、Se、Br的第一电离能的大小顺序；

(4) H2O2分子间存在氢键，而H2S分子间不能形成氢键；根据价层电子对数=σ键个数+孤电子对个数分析解答；

(5)①根据电负性的差值＞1.7，形成离子键，＜1.7形成共价键判断；根据[Zn(OH)4]2—中存在配位键分析解答；②根据均摊法计算ZnO晶胞中含有的Zn、O原子数，计算晶胞的质量，再计算晶胞的密度。

(1)锌为30号元素，基态锌(Zn)原子的价电子排布式为 3d104s2，故答案为：3d104s2；

(2)“各能级最多容纳的电子数，是该能级原子轨道数的二倍”，支撑这一结论的理论是泡利原理，故答案为：b；

(3) 同周期元素，从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素的第一电离能大于相邻元素；同族元素，从上至下第一电离能逐渐减小。在周期表中，Se与As、Br同周期相邻，与S、Te同主族相邻，则Te、As、Se、Br的第一电离能由大到小排序为Br>As>Se>Te，故答案为：Br>As>Se>Te；

(4)H2O2和H2S的相对分子质量相等，但H2O2分子间存在氢键，沸点较高，H2S分子间不能形成氢键，使得常温下，H2O2呈液态，而H2S呈气态；的中心原子Se的价层电子对数=3+=4，采用sp3杂化，其空间构型为三角锥形，故答案为：H2O2分子间存在氢键；sp3杂化；三角锥形；

(5)①锌元素、氧元素的电负性分别为1.65、3.5，ZnO中电负性的差值=3.5-1.65=1.85＞1.7，构成离子键；Zn2+可以通过配位键与OH—结合成为络离子，导致ZnO可以被NaOH溶液溶解生成[Zn(OH)4]2—，故答案为：离子键；Zn2+可以通过配位键与OH—结合成为络离子；

②ZnO晶胞中含有Zn原子数=8×+6×=4，O原子数=12×+1=4，因此晶胞的质量=g，晶胞的体积=(a×10-7)3cm3，晶胞的密度==×1023 g·cm3，故答案为：×1023。