Question

【題目】碳族元素及其化合物廣泛存在于自然界中，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

Ⅰ鍺是典型的半導(dǎo)體元素，在電子、材料等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

基態(tài)Ge原子的核外電子排布式為______。

與C是同族元素，C原子之間可以形成雙鍵、三鍵，但Ge原子之間難以形成雙鍵或三鍵。從原子結(jié)構(gòu)角度分析，原因可能是______。

比較下表中鍺鹵化物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，分析其變化規(guī)律及原因

熔點(diǎn)		26	146
沸點(diǎn)		186	約400

光催化還原制備的反應(yīng)中，帶狀納米是該反應(yīng)的良好催化劑。Zn、Ge、O的電負(fù)性由大至小的順序是______。Ⅱ碳元素的単質(zhì)有多種形式，其化合物在電子、材料等領(lǐng)域亦應(yīng)用廣泛。

下圖所示依次是、石墨和金剛石的結(jié)構(gòu)圖。金剛石、石墨烯指單層石墨中碳原子的雜化形式分別為______、______。

屬于______晶體，石墨屬于______晶體。

一種含碳磁性材料的單晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。

原子坐標(biāo)參數(shù)表示晶胞內(nèi)部各原子的相對(duì)位置。上圖所示晶胞結(jié)構(gòu)中A的原子坐標(biāo)參數(shù)為0，，B為1，，則該晶胞中碳原子的原子坐標(biāo)為______。

在晶體中的堆積方式為______填“簡(jiǎn)單立方”“體心立方”“面心立方最密”或”六方最密”堆積。

若該晶胞的邊長(zhǎng)為apm，表示阿伏加德羅常數(shù)的值，則該晶體密度的表達(dá)式為______。

Answer 1

【答案】 Ge原子半徑大，原子間形成的單鍵較長(zhǎng)，軌道肩并肩重疊程度很小或幾乎不能重疊，難以形成鍵 分子 混合 面心立方最密

【解析】

是32號(hào)元素，其原子核外有32個(gè)電子，K、L、M能層電子已經(jīng)充滿(mǎn)，N能層4s能級(jí)有2個(gè)電子、4p能級(jí)有2個(gè)電子；

原子半徑大，難以通過(guò)“肩并肩”方式形成鍵；

鍺的鹵化物都是分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越強(qiáng)，熔沸點(diǎn)越高；

元素的非金屬性越強(qiáng)，其電負(fù)性越大；

根據(jù)圖知，石墨中每個(gè)C原子形2個(gè)共價(jià)單鍵、1個(gè)共價(jià)雙鍵，則每個(gè)C原子的價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是3、金剛石中每個(gè)C原子形成4個(gè)共價(jià)鍵，則價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷C原子雜化方式；

晶體組成微粒為60個(gè)碳原子組成的分子；石墨片層內(nèi)以共價(jià)鍵結(jié)合，片層之間以分子間作用力結(jié)合；

根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)運(yùn)用分?jǐn)偡ㄟM(jìn)行相關(guān)計(jì)算。

是32號(hào)元素，位于第四周期第IVA族，基態(tài)Ge原子核外電子排布式為：或，故答案為：；

雖然Ge與C同族元素，C原子之間可以形成雙鍵、叁鍵，但考慮Ge的原子半徑大，難以通過(guò)“肩并肩”方式形成鍵，所以Ge原子之間難以形成雙鍵或叁鍵，故答案為：Ge原子半徑大，原子間形成的單鍵較長(zhǎng)，軌道肩并肩重疊程度很小或幾乎不能重疊，難以形成鍵；

鍺的鹵化物都是分子晶體，分子間通過(guò)分子間作用力結(jié)合，對(duì)于組成與結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越強(qiáng)，熔沸點(diǎn)越高，由于相對(duì)分子質(zhì)量：，故沸點(diǎn)：，故答案為：、、的熔、沸點(diǎn)依次增高。原因是分子結(jié)構(gòu)相似，分子量依次增大，分子間相互作用力逐漸增強(qiáng)；

元素的非金屬性越強(qiáng)，其電負(fù)性越大，這幾種元素的非金屬性，所以電負(fù)性，故答案為：；

根據(jù)圖知，石墨中每個(gè)C原子形2個(gè)共價(jià)單鍵、1個(gè)共價(jià)雙鍵，則每個(gè)C原子的價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是3、金剛石中每個(gè)C原子形成4個(gè)共價(jià)鍵，則價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論知，石墨中C原子采用雜化、金剛石中C原子采用雜化，故答案為：；；

晶體組成微粒為60個(gè)碳原子組成的分子，屬于分子晶體；石墨片層內(nèi)以共價(jià)鍵結(jié)合，片層之間以分子間作用力結(jié)合，為混合晶體，故答案為：分子；混合；

上圖所示晶胞結(jié)構(gòu)中A的原子坐標(biāo)參數(shù)為（0,0,0），B為（0,1,1），則該晶胞中碳原子在x、y、z軸的投影都是，所以C原子坐標(biāo)參數(shù)為，故答案為：；

在晶胞的面心上，為面心立方最密堆積，故答案為：面心立方最密；

若該晶胞的邊長(zhǎng)為apm，晶胞體積為，該晶胞中C原子個(gè)數(shù)是1、Sn原子個(gè)數(shù)、Mn原子個(gè)數(shù)，該晶體密度，故答案為：。