Question

据世界权威刊物《自然》最近报道，我国科学家选择碲化锆（ZrTe₂）和砷化镉（Cd₃As₂）为材料验证了三维量子霍尔效应，并发现了金属-绝缘体的转换。回答下列问题：

(1)锌原子的价电子排布图：____________________________________________

(2)硫和碲位于同主族，H₂S的分解温度高于H₂Te，其主要原因是________________

(3)Cd²⁺与NH₃等配体形成配离子。1 mol [Cd(NH₃)₄]²⁺含___________mol σ键。该配离子中三种元素的电负性大小关系是：_______________________

(4)砷与卤素形成多种卤化物。AsCl₃、AsF₃、AsBr₃的熔点由高到低的排序为________

(5)锆晶胞如图1所示，这种堆积方式称为______________________，镉晶胞如图2所示。已知：N_A是阿伏加德罗常数的值，晶体密度为d g·cm^3。在该晶胞中两个镉原子最近核间距为______nm（用含N_A、d的代数式表示），镉晶胞中原子空间利用率为________（用含π的代数式表示）。

Answer

S原子半径小于Te，H—S键的键能较大 16 N>H>Cd AsBr3>AsCl3>AsF3 六方最密堆积

【解析】

(1)锌是30号元素，故原子的价电子排布图：，故答案为：；

(2)硫和碲位于同主族，同一主族从上往下元素的原子半径依次增大，即气态氢化物H2S中的共价键键长比H2Te的键长更短，一般键长越短，键能越大，化学性质越稳定，导致H2S的分解温度高于H2Te，故答案为：S原子半径小于Te，H—S键的键能较大；

(3)Cd2+与NH3等配体形成配离子。1 mol [Cd(NH3)4]2+中含有的 σ键数目为4个氨气中每个氨气有三个σ键，另每个氨气再与Cd2+形成1个配位键也是σ键，因而等于mol，该配离子中三种元素分别为Cd、N、H的电负性大小关系为N>H>Cd，故答案为：16； N>H>Cd；

(4)砷与卤素形成多种卤化物，AsCl3、AsF3、AsBr3均为共价化合物，均为分子晶体，其熔点的高低主要是受分子间作用力影响，对于结构相似的分子晶体，分子间作用力与其相对分子质量呈正比，故答案为：AsBr3>AsCl3>AsF3；

(5)锆晶胞如图1所示晶胞符合最密六方堆积，故这种堆积方式称为最密六方堆积，镉晶胞如图2所示，1个晶胞中含有的镉原子数目为：个，设晶胞的边长为acm，则有：，从而推出：，该晶胞中两个镉原子最近核间距为体对角线的一半即：nm，镉晶胞中有2个镉原子，其体积之和为：，整个晶体的体积为： ，又体心立方中有： ，空间利用率为： ，故答案为： nm 。