Question

【題目】浙江師范大學(xué)的研究團隊研究獲得了一類具有高活性和選擇性的鈣鈦礦光催化劑（），這一成果發(fā)表在2020年1月Chem. Mater.上。帶有負(fù)電荷的CsPbBr3將帶正電的固定在其表面，用于可見光驅(qū)動CO2還原。

(1)寫出Ni基態(tài)原子的價電子排布圖（軌道表達式）___________________。

(2)C、N、O、Cs、Pb元素第一電離能由大到小的順序是____________________。

(3)是二價陽離子，該離子中氮原子的雜化類型為_________，該離子結(jié)構(gòu)中含有_________（填字母）。

a．離子鍵 b．配位鍵 C．π鍵 d.氫鍵

(4)某些氧化物的熔點數(shù)據(jù)如下表所示：

氧化物	CO2	Cs2O	PbO
熔點/℃	-56.6	490	888

解釋表中氧化物之間熔點差異的原因：______________________________。

(5)氮化鎵是一種半導(dǎo)體材料。晶胞結(jié)構(gòu)可看作金剛石晶胞內(nèi)部的碳原子被N原子代替，頂點和面心的碳原子被Ga原子代替。

①與同一個Ga原子相連的N原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為__________；

②以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。若沿y軸投影的晶胞中所有原子的分布圖如圖，則2、3、4原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)不可能的是（________________）

a．(0.75，0.25，0.25) b．(0.25，0.75，0.75)

c．(0.25，0.75，0.25) d．(0.75，0.75，0.75)

③ GaN晶體中N和N的原子核間距為a pm，GaN摩爾質(zhì)量為，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則GaN晶體的密度為___________（）。

Answer 1

【答案】 N、O、C、Pb、Cs sp2雜化 bc Cs2O和PbO是離子晶體，熔化需破壞離子鍵，CO2是分子晶體，熔化需克服范德華力，范德華力比離子鍵弱，所以CO2晶體熔點低；兩種離子晶體PbO中的Pb2+半徑小，帶電荷量大，所以熔點高 正四面體 b

【解析】

(1)Ni基態(tài)原子的價電子排布式為3d84s2，所以價電子排布圖為。答案為：；

(2)N的2p軌道半充滿，第一電離能反常，其它原子，非金屬性越強，第一電離能越大，金屬性越強，第一電離能越小，所以C、N、O、Cs、Pb元素第一電離能由大到小的順序是N、O、C、Pb、Cs。答案為：N、O、C、Pb、Cs；

(3)從圖中可以看出，該離子中每個氮原子都與其它3個原子形成共價鍵，價電子數(shù)為3，雜化類型為sp2雜化，該離子結(jié)構(gòu)中含有配位鍵和π鍵，故選bc。答案為：sp2雜化；bc；

(4)從表中數(shù)據(jù)可以看出，三者的熔點差值較大，可從晶體類型及微粒間的作用力進行分析，所以氧化物之間熔點差異的原因：Cs2O和PbO是離子晶體，熔化需破壞離子鍵，CO2是分子晶體，熔化需克服范德華力，范德華力比離子鍵弱，所以CO2晶體熔點低；兩種離子晶體PbO中的Pb2+半徑小，帶電荷量大，所以熔點高。答案為：Cs2O和PbO是離子晶體，熔化需破壞離子鍵，CO2是分子晶體，熔化需克服范德華力，范德華力比離子鍵弱，所以CO2晶體熔點低；兩種離子晶體PbO中的Pb2+半徑小，帶電荷量大，所以熔點高；

(5)①與同一個Ga原子相連的N原子，與4個頂點的距離相等，構(gòu)成的空間構(gòu)型為正四面體。答案為：正四面體；

②根據(jù)1原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)可知2、3、4原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)分別為(0.25，0.75，0.25)、(0.75，0.25，0.25)、(0.75，0.75，0.75)，故選b。答案為：b；

③ 設(shè)晶胞參數(shù)為x，則GaN晶體中N和N的原子核間距為面上對角線長度的一半，即=a pm，x=a pm=a ×10-10cm。在晶胞中，含有4個“GaN”，則GaN晶體的密度為=。答案為：。