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)Ge在周期表中的位置__________，基態(tài)Ge原子的核外電子排布式為[Ar] _______，有 __________個未成對電子。

(2)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。Ge、O兩元素電負性由大至小的順序是 _________。

(3)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___________。

(4)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=565.76 pm(1pm=10-12m)，其密度為_______g·cm－3(列出計算式即可)。

Answer 1

【答案】第四周期 ⅣA族 3d104s24p2 2 O>Ge sp3 共價鍵

【解析】

（1）Ge是32號元素，位于第四周期第IVA族，基態(tài)Ge原子核外電子排布式為[Ar]3d104s24p2；

（2）元素的非金屬性越強，吸引電子的能力越強，元素的電負性越大；

（3）Ge單晶具有金剛石型結(jié)構(gòu)，Ge原子與周圍4個Ge原子形成正四面體結(jié)構(gòu)，向空間延伸的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，屬于原子晶體，Ge原子之間形成共價鍵，Ge原子雜化軌道數(shù)目為4，采取sp3雜化；

（4）Ge單晶具有金剛石型結(jié)構(gòu)，則晶胞中Ge原子數(shù)目為8，結(jié)合阿伏伽德羅常數(shù)表示出晶胞的質(zhì)量，再根據(jù)密度公式計算可得。

（1）Ge的原子序數(shù)為32，位于元素周期表第四周期IVA族，基態(tài)Ge原子核外電子排布式為 [Ar]3d104s24p2，在最外層的4s能級上2個電子為成對電子，4p軌道中2個電子分別處以不同的軌道內(nèi)，有2軌道未成對電子，故答案為：第四周期 ⅣA族；3d104s24p2；2；

（2）元素的非金屬性越強，吸引電子的能力越強，元素的電負性越大，元素非金屬性： Ge<O，則電負性：O>Ge，故答案為：O>Ge；

（3）Ge單晶具有金剛石型結(jié)構(gòu)，Ge原子與周圍4個Ge原子形成正四面體結(jié)構(gòu)，向空間延伸的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，屬于原子晶體，Ge原子之間形成共價鍵，Ge原子雜化軌道數(shù)目為4，采取sp3雜化，故答案為：sp3；共價鍵；

（4）由晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞中Ge原子有8個位于頂點、6個位于面心，4個位于體內(nèi)，由分攤法可知數(shù)目為8×+6×+4=8，則依據(jù)質(zhì)量公式可得晶胞質(zhì)量為g，晶胞參數(shù)a=565.76pm，其密度為=gcm-3，故答案為：。