Элемент Х в материаловедении: 2D-пленки и не только. Вариант 1
(для решения требуется авторизация)

Источник: Открытая химическая олимпиада

структура Б

Линзы из вещества В

Выпускники МФТИ Андрей Гейм и Константин Новоселов начали исследование двумерных материалов в 2004 году, за что впоследствии получили Нобелевскую премию. Такие 2D-материалы имеют толщину всего в несколько атомных слоев, что и определяет их уникальные свойства. Активно развиваются исследования перспективных 2D-материалов на основе соединений элемента Х. Простое вещество А элемента Х и многие его соединения являются полупроводниками, а их проводимость увеличивается при воздействии тепла и света, что придает особые свойства получаемому материалу.

Приведенная схема описывает превращения веществ А-И, содержащих Х. Слоистое вещество Б имеет структуру «сэндвича» из атомов олова и Х. 2D-пленка монослоя вещества Б имеет высокий показатель преломления, который позволяет создавать на её основе ультратонкие линзы, биосенсоры и транзисторы.

Оптические свойства вещества В позволяют использовать его в производстве стекла, детекторов излучения, углекислотных лазеров, а из его монокристаллов изготавливают линзы и зеркала для инфракрасной техники. В применяется в приборах ночного видения и досмотра багажа, флюрографах и системах слежения. Известно, что плотность В составляет 5,26 г/см³, в приведенной ниже кубической элементарной ячейке В атомы Х находятся в вершинах и центрах граней, а атомы второго элемента занимают тетраэдрические пустоты внутри ячейки, при этом длина ребра куба (параметр решётки) составляет 5,668 Å (1 Å=10^-10 м). 

Справка: Частицы кристаллических веществ имеют строго определенное расположение, что можно представить в виде пространственного каркаса – кристаллической решетки. Кристаллическая решетка состоит из фрагментов – элементарных ячеек, имеющих минимальный объем и обладающих всеми свойствами решетки. Во всех направлениях ячейки повторяются, и каждый атом входит в состав одной или нескольких ячеек.

• Какой материал исследовали А. Гейм и К. Новосёлов? Приведите название.

  
  

  Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти

  Смотреть решение

  Решение

• Установите формулы А-З, если известно, что массовая доля Х в веществе Е 71,2 %, а плотность паров Ж составляет 9,87 г/л (н.у.). Подтвердите расчетом.

  
  

  Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти

  Смотреть решение

  Решение

• Напишите уравнения реакций, приведенных на схеме.

  
  

  Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти

  Смотреть решение

  Решение