Question

【題目】(CdSe)n小團(tuán)簇（CdnSen，n=1~16）為Ⅱ-Ⅵ族化合物半導(dǎo)體材料，具有獨(dú)特的光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)，常應(yīng)用于發(fā)光二極管、生物系統(tǒng)成像與診斷等方面。

回答下列問(wèn)題：

(1)基態(tài)Se原子的價(jià)層電子排布式為___。

(2)Cd的第一電離能大于同周期相鄰元素，原因是___。

(3)CdS、CdSe、CdTe均為重要的Ⅱ-Ⅵ族化合物半導(dǎo)體材料，熔點(diǎn)分別為1750℃、1350℃、1041℃，上述熔點(diǎn)呈規(guī)律性變化的原因是___。

(4)利用有機(jī)配體PH3、N(CH3)3等修飾(CdSe)2可改善其光致發(fā)光效率。其中PH3的空間構(gòu)型是___。N(CH3)3中參與形成配位鍵的孤電子對(duì)占據(jù)的軌道是___。

(5)CdSe的一種晶體為閃鋅礦型結(jié)構(gòu)，晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。其中原子坐標(biāo)參數(shù)A為(，，)，則B、C的原子坐標(biāo)參數(shù)分別為___。該晶胞中CdSe鍵的鍵長(zhǎng)為___。已知Cd和Se的原子半徑分別為rCdnm和rSenm，則該晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為___。

Answer 1

【答案】4s24p4 Cd的電子排布式為[Kr]4d105s2，原子軌道為全充滿(mǎn)狀態(tài) 均為離子化合物，陽(yáng)離子相同，陰離子半徑S2-<Se2-<Te2-，晶格能CdS>CdSe>CdTe 三角錐形 sp3 B(，，)，C(，，)

【解析】

(1)基態(tài)Se原子的核外電子排布式為[Ar]3d104s24p4，由此可寫(xiě)出其價(jià)層電子排布式。

(2)Cd的價(jià)電子排布式為4d105s2，5s軌道全充滿(mǎn)，則第一電離能出現(xiàn)反常。

(3)從熔點(diǎn)看，CdS、CdSe、CdTe都形成離子晶體，晶格能與離子帶電荷成正比，與離子半徑的平方成反比。

(4) PH3中P的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，由此可確定其空間構(gòu)型。N(CH3)3中N原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，由此可確定參與形成配位鍵的孤電子對(duì)占據(jù)的軌道。

(5)原子坐標(biāo)參數(shù)A為(，，)，根據(jù)0點(diǎn)定位，可確定B、C的原子坐標(biāo)參數(shù)。該晶胞中CdSe鍵的鍵長(zhǎng)，可建立三角形進(jìn)行計(jì)算。利用均攤法，確定晶胞中所含原子個(gè)數(shù)，從而求出原子的總體積，再除以晶胞的體積，即得該晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率。

(1)基態(tài)Se原子的核外電子排布式為[Ar]3d104s24p4，則基態(tài)Se原子的價(jià)層電子排布式為4s24p4。答案為：4s24p4；

(2) Cd的價(jià)電子排布式為4d105s2，5s軌道全充滿(mǎn)，Cd的第一電離能大于同周期相鄰元素，原因是Cd的電子排布式為[Kr]4d105s2，原子軌道為全充滿(mǎn)狀態(tài)。答案為：Cd的電子排布式為[Kr]4d105s2，原子軌道為全充滿(mǎn)狀態(tài)；

(3) 從熔點(diǎn)看，CdS、CdSe、CdTe都形成離子晶體，晶格能與離子帶電荷成正比，與離子半徑的平方成反比，所以上述熔點(diǎn)呈規(guī)律性變化的原因是：均為離子化合物，陽(yáng)離子相同，陰離子半徑S2-<Se2-<Te2-，晶格能CdS>CdSe>CdTe。答案為：均為離子化合物，陽(yáng)離子相同，陰離子半徑S2-<Se2-<Te2-，晶格能CdS>CdSe>CdTe；

(4) PH3中P的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，P原子的最外層存在1對(duì)孤對(duì)電子，則PH3的空間構(gòu)型是三角錐形。N(CH3)3中N原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，N(CH3)3中參與形成配位鍵的孤電子對(duì)占據(jù)的軌道是sp3。答案為：三角錐形；sp3；

(5)原子坐標(biāo)參數(shù)A為(，，)，根據(jù)0點(diǎn)定位，則B、C的原子坐標(biāo)參數(shù)分別為B(，，)，C(，，)。設(shè)該晶胞中CdSe鍵的鍵長(zhǎng)為x，則x2=(a)2+(a)2+(a)2，x=。在晶胞中，Cd原子數(shù)為×8+×6=4，Se原子數(shù)為4，已知Cd和Se的原子半徑分別為rCdnm和rSenm，則該晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為。答案為：B(，，)，C(，，)；；。