1
十九
物质结构与性质
(
限时?/p>
45
分钟
)
1
?/p>
(2016·
全国?/p>
?/p>
)
?/p>
(Ge)
是典型的半导体元素,在电子、材料等领域应用广泛。回?/p>
下列问题?/p>
(1)
基?/p>
Ge
原子的核外电子排布式?/p>
[Ar]________
,有
________
个未成对电子?/p>
(2)Ge
?/p>
C
是同族元素,
C
原子之间可以形成双键、叁键,?/p>
Ge
原子之间难以形成?/p>
键或叁键。从原子结构角度分析,原因是
________________________________________
?/p>
(3)
比较下列锗卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原?/p>
_________________
?/p>
GeCl
4
GeBr
4
GeI
4
熔点
/
?/p>
?/p>
49.5
26
146
沸点
/
?/p>
83.1
186
?/p>
400
(4)
光催化还?/p>
CO
2
制备
CH
4
反应中,带状纳米
Zn
2
GeO
4
是该反应的良好催化剂?/p>
Zn
?/p>
Ge
?/p>
O
电负性由大至小的顺序?/p>
________
?/p>
(5)Ge
单晶具有金刚石型结构,其?/p>
Ge
原子的杂化方式为
________
,微粒之间存在的
作用力是
________
?/p>
(6)
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
?/p>
(0,0,0)
?/p>
B
?/p>
(
1
2
?/p>
0
?/p>
1
2
)
?/p>
C
?/p>
(
1
2
?/p>
1
2
?/p>
0)
。则
D
原子的坐标参数为
________
?/p>
②晶胞参数,描述晶胞的大小和形状。已?/p>
Ge
单晶的晶胞参?/p>
a
?/p>
565.76 pm
,其密度
?/p>
________g·
cm
?
3
(
列出计算式即?/p>
)
?/p>
解析?/p>
本题以锗为载体考查物质的结构与性质?/p>
意在考查考生的综合分析能力和空间?/p>
象能力?/p>
(1)
在元素周期表中,锗位于硅正下方,锗的原子序数?/p>
14
?/p>
18
?/p>
32
,基态原子的
核外电子排布式为
1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
10
4s
2
4p
2
?/p>
[Ar]3d
10
4s
2
4p
2
,由?/p>
4p
能级?/p>
3
个能量相?/p>
的轨道,根据洪特规则?/p>
4p
?/p>
2
个电子分别占据两个轨道且自旋方向相同,故未成对电?/p>
数为
2
?/p>
(2)
本题从单键?/p>
双键?/p>
叁键的特点切入,
双键?/p>
叁键中都含有
π
键,
难以形成双键?/p>
叁键,实质是难以形成
π
键,因为锗的原子半径较大,形成单键的键长较长?/p>
p-
p
轨道肩并
肩重叠程度很小?/p>
(3)
根据表格数据得出,三种锗卤化物都是分子晶体,其熔、沸点分别依
次增高,
而熔?/p>
沸点的高低与分子间作用力强弱有关?/p>
分子间相互作用力强弱与分子量大小
有关?/p>
(4)
锌?/p>
锗位于同周期?/p>
同一周期从左至右元素的电负性逐渐增大
(
除稀有气体元素外
)
?/p>
而氧位于元素周期表右上角?/p>
电负性仅次于氟,
由此得出氧?/p>
锗?/p>
锌的电负性依次减小?/p>
(5)
类比金刚石,
晶体锗是原子晶体?/p>
每个锗原子与其周围的
4
个锗原子形成
4
个单键,
故锗?/p>
子采?/p>
sp
3
杂化。微粒之间的作用力是共价键?/p>
(6)
?/p>
对照晶胞图示,坐标系以及
A
?/p>
B
?/p>
C
点坐标,?/p>
A
点为参照点,观察
D
点在晶胞中位?/p>
(
体对角线
1
4
?/p>
)
,由
B
?/p>
C
点坐标可以推
?/p>
D
点坐标?/p>
?/p>
类似金刚石晶胞,
1
个晶胞含?/p>
8
个锗原子?/p>
ρ
?/p>
8
×
73
6.02
×
565.76
3
×
10
7
g·
cm
?/p>
3
?/p>
答案?/p>
(1)3d
10
4s
2
4p
2
2
(2)Ge
原子半径大,原子间形成的
σ
单键的键长较长,
p-
p
轨道肩并肩重叠程度很小或
几乎不能重叠,难以形?/p>
π
?/p>
(3)GeCl
4
?/p>
GeBr
4
?/p>
GeI
4
的熔、沸点依次增高。原因是分子结构相似,相对分子质量依