Question

【题目】锗是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。

（1）写出Ge原子结构示意图___。

（2）Ge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，原因是___。

（3）Ge单晶具有金刚石型的结构，如图为晶胞结构，其中原子坐标参数A为(0，0，0)，B为(，0，)，C为(，，0)，D原子的坐标参数为___；若晶胞参数为anm，NA表示阿伏伽德罗常数，则其晶胞密度为___g/cm3（列出计算式即可）。

Answer 1

【答案】 Ge原子半径大，原子之间形成的σ键较长，p-p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键 (，，) ×107

【解析】

（1）Ge是32号元素，位于第四周期第IVA族；

（2）虽然Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、叁键，但Ge的原子半径大，原子间形成的σ单键较长，p-p轨道难以通过“肩并肩”方式形成π键；

（3）对照晶胞图示，坐标系以及A、B、C点坐标，选A点为参照点，观察D点在晶胞中位置，即体对角线的，运用均摊法计算可得。

（1）Ge是32号元素，位于元素周期表第四周期IVA族，原子结构示意图为，故答案为：；

（2）虽然Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、叁键，但Ge的原子半径大，原子间形成的σ单键较长，p-p轨道难以通过“肩并肩”方式形成π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σ单键较长，p-p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键；

（3）对照晶胞图示，坐标系以及A、B、C点坐标，选A点为参照点，观察D点在晶胞中位置，即体对角线的，D的坐标参数为（，，）；类似金刚石晶胞，1个晶胞含有8个锗原子，即晶胞的质量为，晶胞的体积为(a×10－10)3cm3，即晶胞的密度为g/cm3=×107 g/cm3，故答案为：（，，）；×107。