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

Источник: Открытая химическая олимпиада

структура Б

солнечные панели на основе 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. Свойства 2D-пленки монослоя вещества Б позволяют создавать на её основе датчики инфракрасного излучения, биосенсоры.

Оптические и фотоэлектрические свойства вещества В позволяют использовать его в производстве оптических окон с широким пропусканием в инфракрасном спектре, а из его тонких пленок изготавливают солнечные панели. По некоторым данным, такие панели обладают меньшим углеродным следом и более дешевы, чем кремниевые. Известно, что плотность В составляет 5,86 г/см³, в приведенной на рисунке 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 6,478 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 80 %, а плотность паров Ж составляет 12,05 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