Question

【題目】

三位分別來自瑞士、美國、英國的科學家因發展“冷凍電子顯微鏡技術對溶液中的生物分子進行高分辨率結構測定”所做出的貢獻而獲得2017年諾貝爾化學獎。含有有機雜化鋅、鍺以及砷等金屬的硒化物具有離子交換、催化、吸附、半導體等性能，顯示出良好的應用前景。回答下列問題:

(1)鋅基態原子核外電子排布式為_________。位于元素周期表五個分區中的________區。

(2)元素鍺與砷中，第一電離能較大的是________ (填元素符號，下同)，基態原子核外未成對電子數較少的是________。

(3)元素砷與氮同主族，二者的氫化物中熔沸點較高的是_________，原因是________。

(4)H2SeO3分子中Se 原子的雜化形式為________，H2SeO4的酸性比H2SeO3強，原因是________ 。

(5)氣態SeO3分子的立體構型為______，與SeO3互為等電子體的一種離子為_____(填離子符號)。

(6)硒化鋅是一種重要的半導體材料，其晶胞結構如圖所示，該晶胞中硒原子的配位數為_____，若該晶胞密度為ρg/cm3，硒化鋅的摩爾質量為Mg/mol。用NA代表阿伏伽德羅常數的數值，則晶胞參數α為_____nm。

Answer 1

【答案】 {[Ar]3d104s2} ds As Ge NH3 NH3分子間存在氫鍵 sp3 H2SeO4分子中非羥基的氧原子數大了H2SeO3 平面三角形 CO32- 4

【解析】（1）鋅是30號元素，其原子核外有30個電子，根據構造原理知其基態原子核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2；位于元素周期表五個分區中的ds區；（2）同一周期中，元素的第一電離能隨著原子序數增大而呈增大趨勢，但第ⅤA族元素第一電離能大于相鄰元素，所以元素鍺與砷中，第一電離能較大的是As；元素鍺與砷中，基態原子核外未成對電子數分別為2和3，較少的是Ge；(3) 元素砷與氮同主族，NH3分子間存在氫鍵，熔沸點較高；（4）H2SeO3分子中Se原子在S8分子中S原子成鍵電子對數為4，孤電子對數為1，即價層電子對數為4，所以其雜化軌道類型為sp3；H2SeO3的分子結構為，Se為+4價，而H2SeO4的分子結構為，Se為+6價，H2SeO4分子中非羥基的氧原子數大于H2SeO3，后者Se原子吸電子能力強，則羥基上氫原子更容易電離出H+；（5）根據價層電子對互斥理論可知，SeO3分子中中心原子含有的孤對電子對數＝6－3×226－3×22＝0，即氣態SeO3分子中Se形成3個δ鍵，沒有孤電子對，所以該分子形成的空間構型是平面三角形；SeO3是24e-，24e-等電子體有：NO3-、CO32-等；（6）根據硒化鋅晶胞結構圖可知，每個鋅原子周圍有4個硒原子，每個硒原子周圍也有4個鋅原子，所以硒原子的配位數為4，該晶胞中含有硒原子個數為8+6×=4，根據==，所以V=，則晶胞的邊長為： cm=×107nm。