Question

（10分）固体发光材料是一种能将激发的能量转变为可见光的固体物质。在基质中掺入杂质，含量可达千分之几或百分之几，可调整发光效率、余辉及发光光谱。如在刚玉Al₂O₃基质中掺入0.05~1.0%的Cr³⁺及在Y₂O₃基质中掺入Eu³⁺等均可制成固体发光材料。

7-1  推测Al₂O₃基质中掺入Cr³⁺的发光原理。

7-2  Y₂O₃属立方晶系，将Y₂O₃的立方晶胞分为8个小立方体，Y在小立方体的面心和顶点， O位于小立方体内的四面体空隙，画出这样四个小立方体，指出Y和O的配位数。

Answer 1

7-1  Al³⁺和O^2－是满壳层电子结构，能隙大，电子不易激发，故无色；   （2分）

掺入的Cr³⁺是过渡金属，具有3d电子，在晶体中置换部分Al³⁺形成较低的激发态能级，两个强吸收带分别吸收黄绿色及蓝色的光，只有红光透过，因而掺Cr³⁺的刚玉呈绚丽的红色，称为红宝石。                       （3分）

7-2 

               （4分）

Y的O的配位数为6，O的Y配位数为4。     （1分）