Question

硒(Se)被国内外医药界和营养学界尊称为“生命的火种”，享有“长寿元素”“抗癌之王”“心脏守护神”“天然解毒剂”等美誉。硒在电子工业中可用作光电管、太阳能电池，硒元素形成的多种化合物也有重要作用。

(1)硒和硫同为VIA族元素，基态硒原子的价层电子排布式为___________，单质硒的熔点为221℃，其晶体类型___________。

(2)与硒元素相邻的同周期元素有砷和溴，则这三种元素的第一电离能由小到大的顺序为___________(用元素符号表示)。

(3)的立体构型是___________；写出一种与互为等电子体的分子___________(写化学式)。

(4)H₂Se水溶液比H₂S水溶液的酸性___________，原因是___________。

(5)H₂SeO₃的K₁和K₂分别为2.7×10^－3和2.5×10^－8，H₂SeO₄第一步几乎完全电离，K₂为1.2×10^－2，请根据结构与性质的关系解释：

①H₂SeO₃和H₂SeO₄第一步电离程度大于第二步电离的原因：___________；

②H₂SeO₄比H₂SeO₃酸性强的原因：______；

(6)硒化锌是一种重要的半导体材料，其晶胞结构如图所示(白色球表示Se原子)，该晶胞中硒原子的配位数为___________；若该晶胞的密度为dg·cm^—3，硒化锌的摩尔质量为Mg·mol，用N_A表示阿伏加德罗常数的值，则S^2—与Zn^2＋的最短距离为___________pm。

Answer

4s24p4 分子晶体 Se＜As＜Br 三角锥形 CCl4(CF4等) 强 Se原子半径大于S原子半径，H-Se键更容易断裂，H2Se更容易电离出H＋ 第一步电离后生成的负离子较难再进一步电离出带正电荷的氢离子 H2SeO3和H2SeO4可表示为(HO)2SeO和(HO)2SeO2。H2SeO3中的Se为＋4价，而H2SeO4中的Se为＋6价，正电性更高，导致Se-O-H中O的电子更向Se偏移，越易电离处H＋ 4 ×1010

【解析】

(1)硒为34号元素，基态硒原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4或[Ar]3d104s24p4；分子晶体的熔沸点较低；

(2)同周期元素随原子序数增大第一电离能有逐渐增大的趋势，最外层电子排布处于半充满较稳定状态，其电离能比同周期相邻元素都要大；

(3)根据价层电子对数互斥理论分析空间构型；组成微粒的原子数目和价层电子总数相同的微粒互为等电子体；

(4)结构相似的分子，原子半径越大，键长越长，键能越小，越容易断裂，据此分析；

(5)①酸第一步电离产生的酸根阴离子带有负电荷，由于异种电荷相互吸引，第一步产生的H+抑制第二步电离；

②H2SeO3的分子结构为，Se为+4价，而H2SeO4的分子结构为，Se为+6价，后者Se原子吸电子能力强；

(6)根据硒化锌晶胞结构图可知，每个锌原子周围有4个硒原子，每个硒原子周围也有4个锌原子，该晶胞中含有硒原子数为8×+6×=4，含有锌原子数为4；S2-与Zn2＋的最短距离为体对角线长度的，根据ρ=可计算出晶胞的体积，进而确定晶胞的边长，进而求算体对角线的长度。

(1)硒为34号元素，基态硒原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4或[Ar]3d104s24p4，价层电子排布式为4s24p4，分子晶体的熔沸点较低，单质硒的熔点为221℃，其晶体类型分子晶体；

(2)同周期元素随原子序数增大第一电离能有逐渐增大的趋势，与硒元素相邻的同周期元素有砷和溴，砷元素核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，最外层电子排布处于半充满较稳定状态，其电离能比相邻元素都要大，则这三种元素的第一电离能由小到大的顺序为Se＜As＜Br；

(3)的中心原子Se价层电子对数=3+=4，Se采取sp3杂化，立体构型是三角锥形；由5个原子构成，价层电子总数为32，与其互为等电子体的分子CCl4(CF4等)；

(4) Se原子半径大于S原子半径，H-Se键更容易断裂，H2Se更容易电离出H＋，则H2Se水溶液比H2S水溶液的酸性强；

(5)①酸第一步电离产生的酸根阴离子带有负电荷，吸引H+，同时产生的H+抑制第二步电离，所以H2SeO4和H2SeO3第一步电离程度大于第二部电离程度，导致第一步电离后生成的负离子较难再进一步电离出带正电荷的氢离子；

②H2SeO3和H2SeO4可表示为(HO)2SeO和(HO)2SeO2，H2SeO3中的Se为＋4价，而H2SeO4中的Se为＋6价，正电性更高，导致Se-O-H中O的电子更向Se偏移，越易电离出H＋，因此H2SeO4比H2SeO3酸性强；

(6)根据硒化锌晶胞结构图可知，每个锌原子周围有4个硒原子，每个硒原子周围也有4个锌原子，所以硒原子的配位数为4，该晶胞中含有硒原子数为8×+6×=4，含有锌原子数为4，根据ρ==，所以d=，则晶胞的边长为cm=×1010pm，则晶胞体对角线的长度为×1010pm，根据图示结构可知，S2-与Zn2＋的最短距离为体对角线长度的，则S2-与Zn2＋的最短距离为×1010pm。