Question

【題目】碳族元素及其化合物廣泛存在于自然界中，請回答下列問題：

Ⅰ鍺是典型的半導體元素，在電子、材料等領域應用廣泛。

基態Ge原子的核外電子排布式為______。

與C是同族元素，C原子之間可以形成雙鍵、三鍵，但Ge原子之間難以形成雙鍵或三鍵。從原子結構角度分析，原因可能是______。

比較下表中鍺鹵化物的熔點和沸點，分析其變化規律及原因

熔點		26	146
沸點		186	約400

光催化還原制備的反應中，帶狀納米是該反應的良好催化劑。Zn、Ge、O的電負性由大至小的順序是______。Ⅱ碳元素的単質有多種形式，其化合物在電子、材料等領域亦應用廣泛。

下圖所示依次是、石墨和金剛石的結構圖。金剛石、石墨烯指單層石墨中碳原子的雜化形式分別為______、______。

屬于______晶體，石墨屬于______晶體。

一種含碳磁性材料的單晶胞結構如圖所示。

原子坐標參數表示晶胞內部各原子的相對位置。上圖所示晶胞結構中A的原子坐標參數為0，，B為1，，則該晶胞中碳原子的原子坐標為______。

在晶體中的堆積方式為______填“簡單立方”“體心立方”“面心立方最密”或”六方最密”堆積。

若該晶胞的邊長為apm，表示阿伏加德羅常數的值，則該晶體密度的表達式為______。

Answer 1

【答案】 Ge原子半徑大，原子間形成的單鍵較長，軌道肩并肩重疊程度很小或幾乎不能重疊，難以形成鍵 分子 混合 面心立方最密

【解析】

是32號元素，其原子核外有32個電子，K、L、M能層電子已經充滿，N能層4s能級有2個電子、4p能級有2個電子；

原子半徑大，難以通過“肩并肩”方式形成鍵；

鍺的鹵化物都是分子晶體，相對分子質量越大，分子間作用力越強，熔沸點越高；

元素的非金屬性越強，其電負性越大；

根據圖知，石墨中每個C原子形2個共價單鍵、1個共價雙鍵，則每個C原子的價層電子對個數是3、金剛石中每個C原子形成4個共價鍵，則價層電子對個數是4，根據價層電子對互斥理論判斷C原子雜化方式；

晶體組成微粒為60個碳原子組成的分子；石墨片層內以共價鍵結合，片層之間以分子間作用力結合；

根據晶胞的結構運用分攤法進行相關計算。

是32號元素，位于第四周期第IVA族，基態Ge原子核外電子排布式為：或，故答案為：；

雖然Ge與C同族元素，C原子之間可以形成雙鍵、叁鍵，但考慮Ge的原子半徑大，難以通過“肩并肩”方式形成鍵，所以Ge原子之間難以形成雙鍵或叁鍵，故答案為：Ge原子半徑大，原子間形成的單鍵較長，軌道肩并肩重疊程度很小或幾乎不能重疊，難以形成鍵；

鍺的鹵化物都是分子晶體，分子間通過分子間作用力結合，對于組成與結構相似的分子晶體，相對分子質量越大，分子間作用力越強，熔沸點越高，由于相對分子質量：，故沸點：，故答案為：、、的熔、沸點依次增高。原因是分子結構相似，分子量依次增大，分子間相互作用力逐漸增強；

元素的非金屬性越強，其電負性越大，這幾種元素的非金屬性，所以電負性，故答案為：；

根據圖知，石墨中每個C原子形2個共價單鍵、1個共價雙鍵，則每個C原子的價層電子對個數是3、金剛石中每個C原子形成4個共價鍵，則價層電子對個數是4，根據價層電子對互斥理論知，石墨中C原子采用雜化、金剛石中C原子采用雜化，故答案為：；；

晶體組成微粒為60個碳原子組成的分子，屬于分子晶體；石墨片層內以共價鍵結合，片層之間以分子間作用力結合，為混合晶體，故答案為：分子；混合；

上圖所示晶胞結構中A的原子坐標參數為（0,0,0），B為（0,1,1），則該晶胞中碳原子在x、y、z軸的投影都是，所以C原子坐標參數為，故答案為：；

在晶胞的面心上，為面心立方最密堆積，故答案為：面心立方最密；

若該晶胞的邊長為apm，晶胞體積為，該晶胞中C原子個數是1、Sn原子個數、Mn原子個數，該晶體密度，故答案為：。