题目内容
【题目】碳族元素及其化合物广泛存在于自然界中，请回答下列问题：
Ⅰ
锗
是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。
基态Ge原子的核外电子排布式为
______。
与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、三键，但Ge原子之间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析，原因可能是______。
比较下表中锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因
|
|
| |
熔点 |
| 26 | 146 |
沸点 |
| 186 | 约400 |
光催化还原
制备
的反应中，带状纳米
是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O的电负性由大至小的顺序是______。Ⅱ碳元素的単质有多种形式，其化合物在电子、材料等领域亦应用广泛。
下图所示依次是
、石墨和金刚石的结构图。金刚石、石墨烯
指单层石墨
中碳原子的杂化形式分别为______、______。
属于______晶体，石墨属于______晶体。
一种含碳磁性材料的单晶胞结构如图所示。
原子坐标参数表示晶胞内部各原子的相对位置。上图所示晶胞结构中A的原子坐标参数为
0，
，B为1，
，则该晶胞中碳原子的原子坐标为______。
在晶体中的堆积方式为______填“简单立方”“体心立方”“面心立方最密”或”六方最密”堆积。
若该晶胞的边长为apm，
表示阿伏加德罗常数的值，则该晶体密度的表达式为______。
【答案】
Ge原子半径大，原子间形成的
单键较长，
轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成
键 
分子 混合 
面心立方最密 
【解析】
是32号元素，其原子核外有32个电子，K、L、M能层电子已经充满，N能层4s能级有2个电子、4p能级有2个电子；
原子半径大，难以通过“肩并肩”方式形成
键；
锗的卤化物都是分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔沸点越高；
元素的非金属性越强，其电负性越大；
根据图知，石墨中每个C原子形2个共价单键、1个共价双键，则每个C原子的价层电子对个数是3、金刚石中每个C原子形成4个共价键，则价层电子对个数是4，根据价层电子对互斥理论判断C原子杂化方式；
晶体组成微粒为60个碳原子组成的
分子；石墨片层内以共价键结合，片层之间以分子间作用力结合；
根据晶胞的结构运用分摊法进行相关计算。
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：
或
，故答案为：；
虽然Ge与C同族元素，C原子之间可以形成双键、叁键，但考虑Ge的原子半径大，难以通过“肩并肩”方式形成键，所以Ge原子之间难以形成双键或叁键，故答案为：Ge原子半径大，原子间形成的
单键较长，轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成键；
锗的卤化物都是分子晶体，分子间通过分子间作用力结合，对于组成与结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔沸点越高，由于相对分子质量：
，故沸点：，故答案为：
、
、
的熔、沸点依次增高。原因是分子结构相似，分子量依次增大，分子间相互作用力逐渐增强；
元素的非金属性越强，其电负性越大，这几种元素的非金属性，所以电负性，故答案为：；
根据图知，石墨中每个C原子形2个共价单键、1个共价双键，则每个C原子的价层电子对个数是3、金刚石中每个C原子形成4个共价键，则价层电子对个数是4，根据价层电子对互斥理论知，石墨中C原子采用
杂化、金刚石中C原子采用
杂化，故答案为：；；
晶体组成微粒为60个碳原子组成的分子，属于分子晶体；石墨片层内以共价键结合，片层之间以分子间作用力结合，为混合晶体，故答案为：分子；混合；
上图所示晶胞结构中A的原子坐标参数为（0,0,0），B为（0,1,1），则该晶胞中碳原子在x、y、z轴的投影都是
，所以C原子坐标参数为，故答案为：；
在晶胞的面心上，为面心立方最密堆积，故答案为：面心立方最密；
若该晶胞的边长为apm，晶胞体积为
，该晶胞中C原子个数是1、Sn原子个数
、Mn原子个数
，该晶体密度
，故答案为：。
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