Question

【題目】硫化鋅熒光材料的研究從1868年法國化學家Sidot發現至今已有近150年的歷史。其中立方硫化鋅的晶胞如圖所示。請回答下列問題：

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

（2）基態鋅原子的價電子排布式為_________；

（3）一般鋅元素常表現為+2 價的原因是_____；

（4）立方硫化鋅晶體的每個晶胞中含有_____個鋅離子， 其配位數為_____；含有_____個硫離子，其配位數為_____；

（5）ZnS在熒光體、光導體材料、涂料、顏料等行業中應用廣泛。立方ZnS晶體結構如下圖所示，其晶胞邊長為540.0 pm，密度為_________g·cm-3（列式并計算），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 基態鋅原子失去兩個電子后， 變為第三層全滿的穩定狀態 4 4 4 4

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

(2)基態鋅原子的價電子排布式為3d104s2，故答案為：3d104s2；

(3)基態鋅原子失去兩個電子后， 變為第三層全滿的穩定狀態，因此鋅元素常表現為+2 價，故答案為：基態鋅原子失去兩個電子后， 變為第三層全滿的穩定狀態；

(4)晶胞中含有白色球位于頂點和面心，共含有8×+6×=4，黑色球位于體心，共4個，立方硫化鋅晶體的每個晶胞中含有4個鋅離子，每個 鋅離子與周圍的4個硫離子構成正四面體結構，其配位數為4；含有4個硫離子，其配位數也為4，故答案為：4；4；4；4；

(5)晶胞中含有白色球位于頂點和面心，共含有8×+6×=4，黑色球位于體心，共4個，則晶胞中平均含有4個ZnS，質量為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個白色球構成正四面體結構，黑色球與兩個白色球連線夾角為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、夾角與第三邊關系：y2+y2-2y2cos109°28′=(270)2，解得y=，故答案為：4.1； 。