Question

【题目】锗(Ge)是典型的半导体元素,在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题:

(1)基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]____,有____个未成对电子。

(2)比较下列锗卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因________________________________。

	GeCl4	GeBr4	GeI4
熔点/℃	-49.5	26	146
沸点/℃	83.1	186	约400

(3)光催化还原CO2制备CH4反应中,带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是____________。

(4)Ge单晶具有金刚石型结构,其中Ge原子的杂化方式为____,微粒之间存在的作用力是____。

(5)晶胞有两个基本要素:

①原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置。如图为Ge单晶的晶胞,其中原子坐标参数A为(0,0,0);B为(1/2,0,1/2);C为(1/2,1/2,0)。则D原子的坐标参数为____。

②晶胞参数,描述晶胞的大小和形状。已知Ge单晶的晶胞参数a pm,其密度为_________g·cm-3(列出计算式即可)。

Answer 1

【答案】3d104s24p2 2 相对分子质量的增大，范德华力增大，熔沸点升高 氧>锗>锌 sp3 共价键 （，，） g/cm3

【解析】

（1）在元素周期表中，锗和硅属于同主族，锗位于硅的下一周期，即锗的原子序数为14＋18=32，基态原子核外电子排布式为[Ar] 3d104s24p2；由于4p能级有3个能量相同的轨道，根据洪特规则，4p上2个电子分别占据两个轨道且自旋方向相同，因此未成对电子为2；

（2）根据表格数据得出，三种锗卤化物都是分子晶体，不含分子间氢键，因此熔沸点随着相对分子质量的增大，范德华力增大，熔沸点升高；

（3）锌、锗位于同周期，同一周期从左向右元素的电负性逐渐增大，而氧位于元素周期表右上角，电负性仅次于F，得出三种元素的电负性大小顺序是氧>锗>锌；

（4）类比金刚石，晶体锗属于原子晶体，每个锗与其周围的4个锗原子形成4个单键，锗原子的杂化类型为sp3，微粒间的作用力是共价键；

（5）①对照晶胞图示，坐标系以及A、B、C点坐标，选A点为参照点，观察D点在晶胞中位置，即体对角线的，D的坐标参数为（，，）；

②类似金刚石晶胞，1个晶胞含有8个锗原子，即晶胞的质量为，晶胞的体积为(a×10－10)3cm3，即晶胞的密度为g/cm3。