物质结构和性质

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1、全国卷137•［化学一一选修3：物质结构与性质］（15分）错（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原子的核外电子排布式为［Ar］,有个未成对电子。（2）Ge与C是同族元素，C原子Z间可以形成双键、垒键，但Ge原子Z间难以形成双键或垒键。从原子结构角度分析，原因是o（3）比较下列错卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因oGeCI4GeBr4Gel4熔点/°c-49.526146沸点厂C83.1186约400（4）光催化还原CO?制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该

2、反应的良好催化剂。Zn、Ge、0电负性由大至小的顺序是o（5）Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为,微粒之间存在的作用力是。（6）晶胞有两个基本要素：①原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，下图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为（0,0,0）：B为（丄，0,丄）：C为（丄，丄，0）。则D原子的坐标参数为。2222②晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。己知Ge单晶的晶胞参数片565.76pm,其密度为-cm3（列出计算式即可）。【答案】（1）3d104s24p2；2；（2）Ge原子半径大，原子间形成

3、的。单键较长，p-p轨道肩并肩重叠程度很小或儿乎不能重叠，难以形成兀键；（3）GeCdGeB"、Ge"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。(4)0>Ge>Zn；（5）错误!未找到引用源。；共价键;8x736.02x565.763【解析】试题分析：（1）Ge是32号元素，与碳元素是同一主族的元素，在元素周期表中位于第四周期IVA族；基态Ge原子的核外电子排布式^J[Ar]4s24p2,也可写为3d104s24p2；在其原子的最外层的2个4s电子是成对电子，位于4s轨道，2个

4、4p电子分别位于2个不同的4p轨道上，所以基态Ge原子有2个未成对的电子；（2）Ge与C是同族元素，C原子原子半径较小,原子Z间可以形成双键、三键；但Ge原子Z间难以形成双键或三键，从原子结构角度分析，这是由于错的原子半径犬，原子之间形成的P单键较长，PT轨道肩并肩重養的程度很小或几乎不能重養，难以形成兀键；（3）错元素的卤化物在固态时都为分子晶体，分子之间通过微弱的分子间作用力结合。对于组成和结构相似的物质来说，相对分子质量越犬，分子间作用力越犬，熔沸点越高。由于相对分子质量：GeC14

5、它们的熔沸点由低到高的顺序是：GeCLGe>Zn,所以这三种元素的电员性由犬至小的顺序是O>Ge>Zn；⑸Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为1个，轨道与3个p轨道进行的sp：杂化；由于是同一元素的原子通过共用电子对结合，所以微粒之间存在的作用力是非极性共价键（或写为共价键）；（6）①根据各个

6、原子的相对位墨可知，D在各个方向的1J4处，所以其坐标是丄，根据晶胞结构可知，在晶胞中含有的Ge原子数4448x73是8x1/8+642+4=8,所以晶胞的密度8X?3gmQ1r,=亠二———g/cm5=、xlOcVx(565.76pmx10_kan/pm)J6.02x10"x(565.76xlO_lc)J6.02x565.76"mso【考点定位】考查物质结构的有关知识。【名师点睛】物质结构包括原子结构（原子核外电子排布、原子的杂化方式、元素电负性大小比较、元素金属性、非金屈性的强弱）、分子结构（化学键，分子的电子式

7、、结构式、结构简式的书写，化学式的种类，官能团等）、晶体结构（晶体类型的判断，物质熔沸点高低的判断、影响因素，品体的密度，均摊法的应用等）。只有掌握这些，才可以更好的解决物质结构的问题。全国卷337•［化学一一选修3：物质结构与性质］（15分）砂化镣（GaAs）是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题：（1）写出基态As原子的核外电子排布式o（2）根据元素周期律，原子半径GaAs,第一电离能GaAs。（填“大于"或"小于"）（3）AsCI3分子的立体构型为,其中As的杂化轨道类型为.

8、（4）GaF3的熔点高于1000°C,GaCb的熔点为77.9°C,其原因是。（5）GaAs的熔点为1238°C,密度为pgcm3,其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为Ga与As以键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGagmol1和A^Asg-mol'1,原子半径分別为rGapm和厂AsPm,阿伏伽德罗常数值为必，则GaAs品胞中原子的体积占晶胞