Question

【題目】碳族元素的單質和化合物在化工、醫藥、材料等領域有著廣泛的應用。

(1)鍺是重要半導體材料，基態Ge原子中，核外電子占據最高能級的符號是______，該能級的電子云輪廓圖為________。Ge的晶胞結構與金剛石類似，質地硬而脆，沸點2830℃，鍺晶體屬于_______晶體。

(2)(CH3)3C+是有機合成重要中間體，該中間體中碳原子雜化方式為_______，(CH3)3C+中碳骨架的幾何構型為________。

(3)治療鉛中毒可滴注依地酸鈉鈣，使Pb2+轉化為依地酸鉛鹽。下列說法正確的是_______。

A.形成依地酸鉛離子所需n(Pb2+)∶n(EDTA)=1∶4

B.依地酸中各元素的電負性從大到小的順序為O>N>C>H

C.依地酸鉛鹽中含有離子鍵和配位鍵

D.依地酸具有良好的水溶性是由于其分子間能形成氫鍵

(4)下表列出了堿土金屬碳酸鹽的熱分解溫度和陽離子半徑：

碳酸鹽	MgCO3	CaCO3	SrCO3	BaCO3
熱分解溫度/℃	402	900	1172	1360
陽離子半徑/pm	66	99	112	135

堿土金屬碳酸鹽同主族由上到下的熱分解溫度逐漸升高，原因是：__________。

(5)有機鹵化鉛晶體具有獨特的光電性能，下圖為其晶胞結構示意圖：

①若該晶胞的邊長為anm，則Cl-間的最短距離是________。

②在該晶胞的另一種表達方式中，若圖中Pb2+處于頂點位置，則Cl-處于____位置。

Answer 1

【答案】4p 紡錘形或啞鈴形 原子 sp2 sp3 平面三角形 BC 金屬陽離子半徑越大，金屬氧化物晶格能越小，氧化物越不穩定，碳酸鹽越難分解 anm 棱心

【解析】

(1)由于鍺是第四周期第IVA元素所以其價層電子排布式是[Ar]4s24p2，最高能級符號及不同能級電子云形狀；利用原子晶體熔沸點高、硬度大判斷其晶體類型；

(2)甲基中碳原子形成4個σ鍵，另外碳原子形成3個σ鍵，均沒有孤電子對，雜化軌道數目分別為4、3；根據與甲基C原子連接的C原子確定碳骨架的形狀；

(3)A.形成依地酸鉛離子所需n(Pb2+)：n(EDTA)=1：2

B.非金屬性越強，電負性越大；

C.內界配離子與外界酸根離子之間形成離子鍵、內界Pb2+與配體EDTA的離子形成配位鍵；

D.依地酸具有良好的水溶性，是由于其分子與水分子之間形成氫鍵；

(4)從表格中得出：這些物質的陰離子是相同的，均為碳酸根，陽離子的半徑越大，分解溫度越高；

(5)①晶胞中兩個O原子的距離為晶胞參數的；

②根據圖示可知若Pb2+處于頂點位置，則Cl-處于棱心上。

(1)根據鍺是第四周期第IVA元素分析其最高能級符號是4p，由于p電子的電子云是紡錘形或啞鈴形；Ge的晶胞結構與金剛石類似，質地硬而脆，沸點2830℃，由于金剛石是原子晶體，可知鍺晶體屬于原子晶體；

(2)甲基中碳原子形成4個σ鍵，另外碳原子形成3個σ鍵，均沒有孤電子對，雜化軌道數目分別為4、3，分別采取sp3、sp2雜化；由于與三個甲基連接的C原子是采用sp2雜化，所以可確定C骨架為平面三角形；

(3)A.由配離子結構，可知形成依地酸鉛離子所需n(Pb2+)：n(EDTA)=1：2，A錯誤；

B.非金屬性越強，電負性越大，由于元素的非金屬性：O＞N＞C＞H，所以元素的電負性O>N>C>H，B正確；

C.內界配離子與外界酸根離子之間形成離子鍵、內界Pb2+與配體EDTA的離子形成配位鍵，C正確；

D.依地酸具有良好的水溶性，是由于其分子與水分子之間形成氫鍵，D錯誤，

故合理選項是BC；

(4)碳酸鹽的熱分解是由于晶體中的陽離子結合碳酸根中的氧離子，使碳酸根分解為二氧化碳分子的結果，鈣離子由于半徑小和氧離子結合更為容易，氧化鈣晶格能大，所以碳酸鈣分解溫度低；

(5)①根據圖示可知晶胞中兩個O原子的距離為晶胞參數的，由于晶胞參數為anm，所以晶胞中兩個O原子的距離為anm；

②根據圖示可知若Pb2+處于頂點位置，則Cl-處于棱心上。