Question

【題目】硫化鋅熒光材料的研究從1868年法國(guó)化學(xué)家Sidot發(fā)現(xiàn)至今已有近150年的歷史。其中立方硫化鋅的晶胞如圖所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）鋅元素在周期表中的位于第______周期_____族， 屬于_____區(qū)；

（2）基態(tài)鋅原子的價(jià)電子排布式為_________；

（3）一般鋅元素常表現(xiàn)為+2 價(jià)的原因是_____；

（4）立方硫化鋅晶體的每個(gè)晶胞中含有_____個(gè)鋅離子， 其配位數(shù)為_____；含有_____個(gè)硫離子，其配位數(shù)為_____；

（5）ZnS在熒光體、光導(dǎo)體材料、涂料、顏料等行業(yè)中應(yīng)用廣泛。立方ZnS晶體結(jié)構(gòu)如下圖所示，其晶胞邊長(zhǎng)為540.0 pm，密度為_________g·cm-3（列式并計(jì)算），a位置S2-離子與b位置Zn2+離子之間的距離為_____pm（列式表示）。

Answer 1

【答案】 四 IIB ds 3d104s2 基態(tài)鋅原子失去兩個(gè)電子后， 變?yōu)榈谌龑尤珴M的穩(wěn)定狀態(tài) 4 4 4 4

【解析】(1)鋅是30號(hào)元素，在周期表中位于第4周期IIB族， 價(jià)電子排布式為3d104s2，屬于ds區(qū)的元素，故答案為：四； IIB； ds ；

(2)基態(tài)鋅原子的價(jià)電子排布式為3d104s2，故答案為：3d104s2；

(3)基態(tài)鋅原子失去兩個(gè)電子后， 變?yōu)榈谌龑尤珴M的穩(wěn)定狀態(tài)，因此鋅元素常表現(xiàn)為+2 價(jià)，故答案為：基態(tài)鋅原子失去兩個(gè)電子后， 變?yōu)榈谌龑尤珴M的穩(wěn)定狀態(tài)；

(4)晶胞中含有白色球位于頂點(diǎn)和面心，共含有8×+6×=4，黑色球位于體心，共4個(gè)，立方硫化鋅晶體的每個(gè)晶胞中含有4個(gè)鋅離子，每個(gè) 鋅離子與周圍的4個(gè)硫離子構(gòu)成正四面體結(jié)構(gòu)，其配位數(shù)為4；含有4個(gè)硫離子，其配位數(shù)也為4，故答案為：4；4；4；4；

(5)晶胞中含有白色球位于頂點(diǎn)和面心，共含有8×+6×=4，黑色球位于體心，共4個(gè)，則晶胞中平均含有4個(gè)ZnS，質(zhì)量為4×(87÷6.02×1023)g，晶胞的體積為(540.0×10-10cm)3，則密度為[4×(87÷6.02×1023)g]÷(540.0×10-10cm)3=4.1gcm-3；

b位置黑色球與周圍4個(gè)白色球構(gòu)成正四面體結(jié)構(gòu)，黑色球與兩個(gè)白色球連線夾角為109°28′，a位置白色球與面心白色球距離為540.0pm×=270pm，設(shè)a位置S2-與b位置Zn2+之間的距離為y pm，由三角形中相鄰兩邊、夾角與第三邊關(guān)系：y2+y2-2y2cos109°28′=(270)2，解得y=，故答案為：4.1； 。