鈣鈦礦(CaTiO3) 型化合物是一類可用于生產(chǎn)太陽能電池、傳感器、固體電阻器等的功能材料。回答下列問題:
(1)基態(tài)Ti原子的核外電子排布式為
1s22s22p63s23p63d24s2
1s22s22p63s23p63d24s2
。
(2)Ti的四鹵化物熔點如下表所示,TiF4熔點高于其他三種鹵化物,自TiCl4至TiI4熔點依次升高,原因是 TiF4為離子化合物,熔點高,其他三種均為共價化合物,隨相對分子質(zhì)量的增大,分子間作用力增大,熔點逐漸升高
TiF4為離子化合物,熔點高,其他三種均為共價化合物,隨相對分子質(zhì)量的增大,分子間作用力增大,熔點逐漸升高
。
化合物 |
TiF4 |
TiCl4 |
TiBr4 |
TiI4 |
熔點/℃ |
377 |
-24.12 |
38.3 |
155 |
(3)CaTiO
3的晶胞如圖(a)所示,其組成元素的電負性大小順序是
O>Ti>Ca
O>Ti>Ca
;金屬離子與氧離子間的作用力為
離子鍵
離子鍵
,Ca
2+的配位數(shù)是
12
12
。
(4)一種立方鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的金屬鹵化物光電材料的組成為Pb
2+、I
-和有機堿離子CH
3,其晶胞如圖(b)所示。其中Pb
2+與圖(a)中
Ti4+
Ti4+
的空間位置相同,有機堿CH
3中,N原子的雜化軌道類型是
sp3
sp3
;若晶胞參數(shù)為anm,則晶體密度為
g?cm
-3 (列出計算式)。
(5)用上述金屬鹵化物光電材料制作的太陽能電池在使用過程中會產(chǎn)生單質(zhì)鉛和碘,降低了器件效率和使用壽命。我國科學(xué)家巧妙地在此材料中引入稀土銪(Eu)鹽,提升了太陽能電池的效率和使用壽命,其作用原理如圖(c)所示,用離子方程式表示該原理
2Eu3++Pb=2Eu2++Pb2+
2Eu3++Pb=2Eu2++Pb2+
、
2Eu2++I2=2Eu3++2I-
2Eu2++I2=2Eu3++2I-
。