Question

4．锗（Ge）是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛．回答下列问题：
（1）基态Ge原子的外围电子排布式为4s²4p²，有2个未成对电子．
（2）光催化还原CO₂制备CH₄反应中，带状纳米Zn₂GeO₄是该反应的良好催化剂．Zn、C、O电负性由大至小的顺序是O＞C＞Zn．
硼元素在化学中有很重要的地位，硼及其化合物广泛应用于永磁材料、超导材料、富燃料材料、复合材料等高新材料领域．
（3）BF₃中B原子的杂化类型为sp²，BF₃分子空间构型为平面三角形．写出一种与BF₃互为等电子体的离子的化学式：CO₃^2-．
（4）在硼、氧、氟、氮中第一电离能由大到小的顺序是（用元素符号表示）F＞N＞O＞B．
有机物丁二酮肟（）常用于检验Ni²⁺：在稀氨水介质中，丁二酮肟与Ni²⁺反应可生成鲜红色沉淀，其结构如图所示．
（5）1mol丁二酮肟分子所含σ键的数目为15N_A．
（6）在鲜红色沉淀中氮镍之间形成的共价键又称为配位键．

Answer 1

分析 （1）Ge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[Ar]3d¹⁰4s²4p²；
（2）元素的非金属性越强，吸引电子的能力越强，元素的电负性越大；
（3）根据中心原子的价层电子对数判断杂化类型和空间结构；具有相同的原子数和价电子数的微粒互为等电子体；
（4）同周期从左到右第一电离能呈递增趋势，但是第IIA与IIIA族、第VA与第VIA族反常；
（5）单键中含有一个σ键，双键中含有2个σ键；
（6）当共价键中共用电子对是由其中一原子独自供应，另一原子提供空轨道时，此共价键属于配位键．

解答 解：（1）Ge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1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p²或[Ar]3d¹⁰4s²4p²，在最外层的4s能级上2个电子为成对电子，4p轨道中2个电子分别处以不同的轨道内，有2轨道未成对电子，
故答案为：4s²4p²；2；
（2）元素非金属性：Zn＜C＜O，元素的非金属性越强，吸引电子的能力越强，元素的电负性越大，故电负性：O＞C＞Zn，
故答案为：O＞C＞Zn；
（3）BF₃中B原子价层电子对数=3+$\frac{1}{2}$（3-3×1）=3，杂化类型为sp²，B原子周围没有孤电子对，则BF₃的空间构型为平面三角形；具有相同的原子数和价电子数的微粒互为等电子体，与互为等电子体的离子为 CO₃^2-；
故答案为：sp²；平面三角形； CO₃^2-；
（4）同周期从左到右第一电离能呈递增趋势，但是第IIA与IIIA族、第VA与第VIA族反常，所以硼、氧、氟、氮中第一电离能由大到小的顺序是：F＞N＞O＞B；
故答案为：F＞N＞O＞B；
（5）丁二酮肟（）分子中含有13个单键和2个双键，单键中含有一个σ键，双键中含有2个σ键，所以1mol该物质中含有σ键15N_A个；
故答案为：σ键；15N_A；
（6）当共价键中共用电子对是由其中一原子独自供应，另一原子提供空轨道时，此共价键属于配位键，图中氮镍之间形成的共价键属于配位键；
故答案为：配位键．

点评 本题考查了物质结构与性质，涉及核外电子排布、化学键、电负性、杂化方式、配位键等，题目难度中等，侧重于考查学生对基础知识的综合应用能力，注意把握杂化类型的判断方法．