Question

【題目】據世界權威刊物《自然》最近報道， 選擇碲化鋯 （ZrTe5）為材料驗證了三維量子霍爾效應， 并發現了金屬－絕緣體的轉換。Te屬于ⅥA元素。回答下列問題：

(1)鋯(Zr)的簡化電子排布式為[Kr]4d25s2，鋯原子中d軌道上的電子數是___，Zr2+的價電子排布圖是___。

(2)O、Se、Te的第一電離能由大到小的順序是___，H2O、H2Se、H2Te的沸點由高到低的順序是___。

(3)H2Te和CO2 均為三原子分子，但它們的鍵角差別較大，試用雜化軌道理論解釋，理由是___。

(4) [Zr(C2H5O)2]2+是Zr4+形成的一種配離子，其中的配位原子是___(填符號)， 1個[Zr(C2H5O)2]2+離子中含共價鍵的數目是___。

(5)立方氧化鋯是一種人工合成的氧化物，其硬度極高，可用于陶瓷和耐火材料，其晶胞結構如圖所示。Zr原子的配位數是___。若晶胞中距離最近的兩個氧原子間的距離為anm，則立方氧化鋯的密度為___ g/cm3。

Answer 1

【答案】12 O＞Se＞Te H2O＞H2Te＞H2Se H2Te中Te為sp3雜化，由于兩對孤電子對的排斥作用使其鍵角小于109°28，CO2中C為sp雜化，鍵角為180° O 16 8 =

【解析】

（1）鋯(Zr)的簡化電子排布式為[Kr]4d25s2，鋯原子中3d軌道上的電子數是10，4d軌道上的電子數是2，d軌道上的電子數一共12個，Zr2+的價電子排布圖是。故答案為：12 ； ；

（2）O、Se、Te處于同主族,同主族自上而下電離能降低，第一電離能由大到小的順序是O＞Se＞Te；H2O受氫鍵影響，所以沸點最高。H2Se、H2Te的沸點主要受范氏力影響，分子量越大，沸點越高。H2O、H2Se、H2Te的沸點由高到低的順序是H2O＞H2Te＞H2Se。故答案為：O＞Se＞Te；H2O＞H2Te＞H2Se；

（3）H2Te中Te原子價層電子對個數=2+ =4，有兩對孤電子對，分子為V形結構，CO2 中C原子價層電子對個數=2+ =２，分子為直線型，H2Te和CO2 均為三原子分子，但它們的鍵角差別較大，理由是 H2Te中Te為sp3雜化，由于兩對孤電子對的排斥作用使其鍵角小于109°28，CO2中C為sp雜化，鍵角為180° 。故答案為： H2Te中Te為sp3雜化，由于兩對孤電子對的排斥作用使其鍵角小于109°28，CO2中C為sp雜化，鍵角為180° ；

（4）[Zr(C2H5O)2]2+是Zr4+形成的一種配離子，配體中O原子含有孤電子對，所以配原子為O原子；1個[Zr(C2H5O)2]2+離子中同種非金屬元素之間形成非極性鍵、不同非金屬元素之間形成極性鍵，共價單鍵為σ鍵，該離子的結構是含共價鍵的數目是１６。故答案為：O；１６；

（5）該晶胞中Zr原子個數=8× +6×=4、O原子個數為8，Zr、O原子個數之比=4：8=1：2，鋯原子的配位數是8，若晶胞中距離最近的兩個氧原子間的距離為anm，這兩個氧原子之間的距離為晶胞棱長的一半，則晶胞棱長為2anm，晶胞體積=（2a×10-7cm）3，則立方氧化鋯的密度= = g·cm－3= g·cm－3。

故答案為：8； =g·cm－3。