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)Ge在周期表中的位置__________，基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar] _______，有 __________个未成对电子。

(2)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。Ge、O两元素电负性由大至小的顺序是 _________。

(3)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___________。

(4)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=565.76 pm(1pm=10-12m)，其密度为_______g·cm－3(列出计算式即可)。

Answer 1

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

【解析】

（1）Ge是32号元素，位于第四周期第IVA族，基态Ge原子核外电子排布式为[Ar]3d104s24p2；

（2）元素的非金属性越强，吸引电子的能力越强，元素的电负性越大；

（3）Ge单晶具有金刚石型结构，Ge原子与周围4个Ge原子形成正四面体结构，向空间延伸的立体网状结构，属于原子晶体，Ge原子之间形成共价键，Ge原子杂化轨道数目为4，采取sp3杂化；

（4）Ge单晶具有金刚石型结构，则晶胞中Ge原子数目为8，结合阿伏伽德罗常数表示出晶胞的质量，再根据密度公式计算可得。

（1）Ge的原子序数为32，位于元素周期表第四周期IVA族，基态Ge原子核外电子排布式为 [Ar]3d104s24p2，在最外层的4s能级上2个电子为成对电子，4p轨道中2个电子分别处以不同的轨道内，有2轨道未成对电子，故答案为：第四周期 ⅣA族；3d104s24p2；2；

（2）元素的非金属性越强，吸引电子的能力越强，元素的电负性越大，元素非金属性： Ge<O，则电负性：O>Ge，故答案为：O>Ge；

（3）Ge单晶具有金刚石型结构，Ge原子与周围4个Ge原子形成正四面体结构，向空间延伸的立体网状结构，属于原子晶体，Ge原子之间形成共价键，Ge原子杂化轨道数目为4，采取sp3杂化，故答案为：sp3；共价键；

（4）由晶胞结构可知，晶胞中Ge原子有8个位于顶点、6个位于面心，4个位于体内，由分摊法可知数目为8×+6×+4=8，则依据质量公式可得晶胞质量为g，晶胞参数a=565.76pm，其密度为=gcm-3，故答案为：。