Question

【題目】日前新合成的砷化鎘三維材料具有超強導電性，這種材料的電氣性能與石墨烯相當，可代替石墨烯使用。

（1）Cd與Zn同族且相鄰，若Cd基態原子將次外層1個d電子激發進入最外層的np能級，則該激發態原子的外圍電子排布式為___。

（2）與砷(As)同主族的N、P兩種元素的氫化物水溶液的堿性：NH3強于PH3，分析其原因是___。

（3）As、Ge、Se的第一電離能由大到小的順序為___（用元素符號表示）。

（4）含砷有機物“對氨基苯胂酸”的結構簡式如圖，其中C原子軌道雜化類型為___，1mol對氨基苯胂酸含σ鍵數目為___。

（5）砷化鎘可以看作是石墨烯的3D版，其晶胞結構如圖，As為面心立方堆積，Cd占據As圍成的四面體空隙，空隙占有率75%，如圖“①”和“②”位是“空位”。則砷化鎘化學式為___。

Answer 1

【答案】4d95s25p1 原子半徑N<P，電負性N>P，NH3更易結合水電離的H+ As>Se>Ge sp2 19NA（或19×6.02×1023） Cd3As2

【解析】

(1)Cd與Zn同族且相鄰，則基態Cd原子的外圍電子排布與Zn類似，為4d105s2，受到激發后次外層1個d電子即4d能級上的一個電子，激發進入最外層的5p能級，所以激發態Cd外圍電子排布為4d95s25p1；

(2)原子半徑N<P，電負性N>P，NH3更易結合水電離的H+，所以氫化物水溶液的堿性：NH3強于PH3；

(3)Ge、As、Se為同周期主族元素，且原子序數依次增大，同周期主族元素自左至右第一電離能呈增大趨勢，但As為第ⅤA族元素，其4p能級為半滿狀態，更穩定，第一電離能大于相鄰元素，所以第一電離能As>Se>Ge；

(4)苯環中含有大π鍵，環上的C原子為sp2雜化；苯環上有6個碳原子之間形成的σ鍵，還有4個碳氫原子之間形成的σ鍵，砷氧雙鍵中有一個σ鍵，其余單鍵均為σ鍵，所以1mol對氨基苯胂酸含σ鍵數目為19NA(或19×6.02×1023)；

(5)根據晶胞結構，晶胞中 As原子的個數為=4，Cd原子的個數為6，所以砷化鎘的化學式為Cd3As2。