鍺(Ge)是典型的半導(dǎo)體元素,在電子、材料等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛?;卮鹣铝袉?wèn)題:
(1)基態(tài)Ge原子的核外電子排布式為
[Ar]3d104s24p2
[Ar]3d104s24p2
,有 2
2
個(gè)未成對(duì)電子。
(2)Ge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(jié)構(gòu)角度分析,原因是 Ge原子半徑大,原子間形成的σ單鍵較長(zhǎng),p-p軌道肩并肩重疊程度很小或幾乎不能重疊,難以形成π鍵
Ge原子半徑大,原子間形成的σ單鍵較長(zhǎng),p-p軌道肩并肩重疊程度很小或幾乎不能重疊,難以形成π鍵
。
(3)比較下列鍺鹵化物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn),分析其變化規(guī)律及原因 GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸點(diǎn)依次增高,原因是分子結(jié)構(gòu)相似,分子量依次增大,分子間相互作用力逐漸增強(qiáng)
GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸點(diǎn)依次增高,原因是分子結(jié)構(gòu)相似,分子量依次增大,分子間相互作用力逐漸增強(qiáng)
。
|
GeCl4 |
GeBr4 |
GeI4 |
熔點(diǎn)/℃ |
-49.5 |
26 |
146 |
沸點(diǎn)/℃ |
83.1 |
186 |
約400 |
(4)光催化還原CO
2制備CH
4反應(yīng)中,帶狀納米Zn
2GeO
4是該反應(yīng)的良好催化劑。Zn、Ge、O電負(fù)性由大至小的順序是
O>Ge>Zn
O>Ge>Zn
。
(5)Ge單晶具有金剛石型結(jié)構(gòu),其中Ge原子的雜化方式為
sp3
sp3
,微粒之間存在的作用力是
共價(jià)鍵
共價(jià)鍵
。
(6)晶胞有兩個(gè)基本要素:
①原子坐標(biāo)參數(shù),表示晶胞內(nèi)部各原子的相對(duì)位置,如圖為Ge單晶的晶胞,其中原子坐標(biāo)參數(shù)A為(0,0,0);B為(
,0,
);C為(
,
,0)。則D原子的坐標(biāo)參數(shù)為
。
②晶胞參數(shù),描述晶胞的大小和形狀。已知Ge單晶的晶胞參數(shù)a=565.76pm,其密度為
g?cm
-3(列出計(jì)算式即可)。
【答案】[Ar]3d
104s
24p
2;2;Ge原子半徑大,原子間形成的σ單鍵較長(zhǎng),p-p軌道肩并肩重疊程度很小或幾乎不能重疊,難以形成π鍵;GeCl
4、GeBr
4、GeI4的熔、沸點(diǎn)依次增高,原因是分子結(jié)構(gòu)相似,分子量依次增大,分子間相互作用力逐漸增強(qiáng);O>Ge>Zn;sp
3;共價(jià)鍵;(
,
,
);
×10
7