Question

碳族元素的單質(zhì)及其化合物是一類重要物質(zhì)．請回答下列問題：
（1）鍺（Ge）是用途很廣的半導(dǎo)體材料，其基態(tài)電子排布式為

 

．
（2）C、N、O的第一電離能由大到小的順序為

 

．
（3）合成氮化碳是一種硬度比金剛石還大的晶體，氮化碳的晶體類型為

 

，該晶體中微粒間的作用力是

 

．
（4）COC1₂俗稱光氣，分子中C原子采取sp²雜化成鍵，光氣分子的結(jié)構(gòu)式為

 

，其中碳氧原子之間共價鍵是

 

（填序號）．
a．2個σ鍵    b．2個π鍵    c．1個σ鍵，1個π鍵
（5）CaC₂中C₂^2-與O₂²⁺互為等電子體，O₂²⁺的電子式可表示為

 

．
（6）CaC₂晶體的晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl晶體相似（如圖示），但CaC₂晶體中啞鈴形，C₂^2-的存在，使晶胞沿一個方向拉長．CaC₂晶體中1個Ca²⁺周圍距離最近的C₂^2-數(shù)目為

 

．

Answer 1

考點：原子核外電子排布,電子式,元素電離能、電負(fù)性的含義及應(yīng)用,晶胞的計算,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷,不同晶體的結(jié)構(gòu)微粒及微粒間作用力的區(qū)別

專題：原子組成與結(jié)構(gòu)專題,化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）Ge是32號元素，與硅同主族，核外電子數(shù)為32，根據(jù)構(gòu)造原理書寫其基態(tài)原子核外電子分布式；
（2）同一周期元素，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于相鄰元素；
（3）根據(jù)物理性質(zhì)判斷晶體類型，根據(jù)非金屬原子間形成共價鍵分析；
（4）COCl₂俗稱光氣，分子中C原子采取sp²雜化成鍵，C原子與氯原子之間形成C-Cl單鍵，故C原子與O原子之間形成C=O雙鍵，雙鍵中含有1個σ鍵、1個π鍵；
（5）等電子體的結(jié)構(gòu)相似，故O₂²⁺的電子式與C₂^2-的電子式相似，含有2個π鍵；
（6）晶胞的一個平面的長與寬不相等，所以1個Ca²⁺周圍距離最近的C₂^2-有4個，而不是6個．

解答： 解：（1）Ge是32號元素，與硅同主族，核外電子數(shù)為32，基態(tài)原子核外電子分布式為：[Ar]3d¹⁰4s²4p²，
故答案為：[Ar]3d¹⁰4s²4p²；
（2）同一周期元素，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于相鄰元素，所以C、N、O三種元素的第一電離能大小順序是N＞O＞C；
故答案為：N＞O＞C；
（3）（2）氮化碳是一種硬度比金剛石還大的晶體材料，則氮化碳具有原子晶體的性質(zhì)，所以屬于原子晶體；非金屬原子間形成共價鍵，所以N與C之間形成共價鍵；
故答案為：原子晶體；共價鍵；
（4）COCl₂俗稱光氣，分子中C原子采取sp²雜化成鍵，C原子與氯原子之間形成C-Cl單鍵，故C原子與O原子之間形成C=O雙鍵，光氣分子的結(jié)構(gòu)式是，C=O雙鍵中含有1個σ鍵、1個π鍵，
故答案為：；c；
（5）根據(jù)等電子體的結(jié)構(gòu)相似，O₂²⁺的電子式與C₂^2-的電子式相似，含有2個π鍵，O₂²⁺的電子式 ，
故答案為：；
（6）依據(jù)晶胞示意圖可以看出，晶胞的一個平面的長與寬不相等，再由圖中體心可知1個Ca²⁺周圍距離最近的C₂^2-有4個，而不是6個，要特別注意題給的信息，故答案為：4．

點評：本題主要考查核外電子排布規(guī)律、電離能、等電子體、化學(xué)鍵與晶胞結(jié)構(gòu)等，注意1mol O₂²⁺中π鍵的數(shù)目等知識的掌握和應(yīng)用能力，本題基礎(chǔ)性較強，重點特出，材料串聯(lián)較好．