Question

【題目】鍺(Ge)是典型的半導(dǎo)體元素,在電子、材料等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。回答下列問題:

(1)基態(tài)Ge原子的核外電子排布式為[Ar]____,有____個(gè)未成對(duì)電子。

(2)比較下列鍺鹵化物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn),分析其變化規(guī)律及原因________________________________。

	GeCl4	GeBr4	GeI4
熔點(diǎn)/℃	-49.5	26	146
沸點(diǎn)/℃	83.1	186	約400

(3)光催化還原CO2制備CH4反應(yīng)中,帶狀納米Zn2GeO4是該反應(yīng)的良好催化劑。Zn、Ge、O電負(fù)性由大至小的順序是____________。

(4)Ge單晶具有金剛石型結(jié)構(gòu),其中Ge原子的雜化方式為____,微粒之間存在的作用力是____。

(5)晶胞有兩個(gè)基本要素:

①原子坐標(biāo)參數(shù),表示晶胞內(nèi)部各原子的相對(duì)位置。如圖為Ge單晶的晶胞,其中原子坐標(biāo)參數(shù)A為(0,0,0);B為(1/2,0,1/2);C為(1/2,1/2,0)。則D原子的坐標(biāo)參數(shù)為____。

②晶胞參數(shù),描述晶胞的大小和形狀。已知Ge單晶的晶胞參數(shù)a pm,其密度為_________g·cm-3(列出計(jì)算式即可)。

Answer 1

【答案】3d104s24p2 2 相對(duì)分子質(zhì)量的增大，范德華力增大，熔沸點(diǎn)升高 氧>鍺>鋅 sp3 共價(jià)鍵 （，，） g/cm3

【解析】

（1）在元素周期表中，鍺和硅屬于同主族，鍺位于硅的下一周期，即鍺的原子序數(shù)為14＋18=32，基態(tài)原子核外電子排布式為[Ar] 3d104s24p2；由于4p能級(jí)有3個(gè)能量相同的軌道，根據(jù)洪特規(guī)則，4p上2個(gè)電子分別占據(jù)兩個(gè)軌道且自旋方向相同，因此未成對(duì)電子為2；

（2）根據(jù)表格數(shù)據(jù)得出，三種鍺鹵化物都是分子晶體，不含分子間氫鍵，因此熔沸點(diǎn)隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增大，范德華力增大，熔沸點(diǎn)升高；

（3）鋅、鍺位于同周期，同一周期從左向右元素的電負(fù)性逐漸增大，而氧位于元素周期表右上角，電負(fù)性僅次于F，得出三種元素的電負(fù)性大小順序是氧>鍺>鋅；

（4）類比金剛石，晶體鍺屬于原子晶體，每個(gè)鍺與其周圍的4個(gè)鍺原子形成4個(gè)單鍵，鍺原子的雜化類型為sp3，微粒間的作用力是共價(jià)鍵；

（5）①對(duì)照晶胞圖示，坐標(biāo)系以及A、B、C點(diǎn)坐標(biāo)，選A點(diǎn)為參照點(diǎn)，觀察D點(diǎn)在晶胞中位置，即體對(duì)角線的，D的坐標(biāo)參數(shù)為（，，）；

②類似金剛石晶胞，1個(gè)晶胞含有8個(gè)鍺原子，即晶胞的質(zhì)量為，晶胞的體積為(a×10－10)3cm3，即晶胞的密度為g/cm3。