Question

【題目】三明清流“天芳悅潭”溫泉富含珍稀“鍺”元素。其中鍺石含有人體所需的硒、鋅、鎳、鈷、錳、鎂、鈣等30多種對人體有益的微量元素。

回答下列問題：

(1)基態(tài)Ge原子價電子排布圖為_______，Ge原子的電子發(fā)生躍遷時會吸收或發(fā)出不同的光，可用光譜分析儀獲得______光譜(填“連續(xù)”或 “線狀”)，鑒定Ge元素的存在。

(2)鍺與碳同族，性質和結構有一定的相似性，鍺元素能形成無機化合物(如鍺酸鈉：Na2GeO3；二鍺酸鈉：Na2Ge2O5等)，也能形成類似于烷烴的鍺烷(GenH2n+2)。

①Na2GeO3中鍺原子的雜化方式是______。

②推測 1molGenH2n+2中含有的σ鍵的數目是_____(用NA表示阿伏加德羅常數值)。

(3)利用離子液體[EMIM] [AlCl4]可電沉積還原金屬Ge，其熔點只有7℃其中 EMIM+結構如圖所示。

①該物質的晶體類型是_________。

②EMIM+ 離子中組成元素的電負性由小到大的順序是________。

(4)獨立的NH3分子中H-N-H 的鍵角為 107.3 ，[Zn(NH3)6]2+離子中H-N-H的鍵角________107.3° ( 填“大于”、“小于”或“等于” )。

(5)硒化鋅( ZnSe)是一種重要的半導體材料，其晶胞結構如圖甲所示，該晶胞中硒原子的配位數是_____；已知晶胞邊長為a pm，乙圖為甲圖的俯視圖，A點坐標為( 0，0，0)，B點坐標為(，a，) ，則 D點坐標為_______；若該晶胞密度為ρ g·cm-3，則阿伏加德羅常數NA為_______(列出計算式)。

Answer 1

【答案】 線狀 sp2 (3n+1)NA 離子晶體 H＜C＜N 大于 4 (，，)

【解析】

(1)Ge是32號元素，基態(tài)Ge原子核外電子排布式為[Ar]3d104s24p2，所以價電子排布圖為；Ge 原子的電子發(fā)生躍遷時會吸收或發(fā)出不同的光，可用光譜分析儀獲得線狀光譜；

(2)①Na2GeO3中鍺原子的價層電子對數為=3，所以雜化方式為sp2；

②GenH2n+2與甲烷類似，所以分子中的共價鍵均為σ鍵，n個Ge原子之間形成(n-1)個σ鍵，與2n+2個H原子形成(2n+2)個σ鍵，則1個分子中σ鍵的個數為(2n+2)+(n-1)=3n+1，所以1molGenH2n+2中含有的σ鍵的數目為(3n+1)NA；

(3)①該物質由EMIM+和[AlCl4]－構成，所以屬于離子晶體；

②EMIM+的組成元素為H、C、N，非金屬性越強電負性越大，非金屬性H＜C＜N，所以電負性H＜C＜N；

(4)孤電子對與成鍵電子對之間的排斥力大于成鍵電子對之間的排斥力，氨氣分子中含有孤電子對，而[Zn(NH3)6]2+離子中N原子上的孤電子對與鋅離子形成配位鍵，所以[Zn(NH3)6]2+離子中H-N-H鍵角＞107.3°；

(5)以頂面面心的Se原子為例，該晶胞中有2個Zn距離Se原子最近且距離相等，而在該晶胞的上方的晶胞中還有兩個同樣的Zn原子，所以Se原子的配位數為4；，A點坐標為(0，0，0)，B點坐標為(，a，) ，所以A為原點，各坐標軸的方向為，根據俯視圖可知D點的x、y坐標參數為、，根據晶胞結構示意圖可知z坐標參數為，所以D點坐標為(，，)；晶胞的邊長為a pm，則晶胞的體積V=a3pm3=(a×10-10)3span>cm3；根據均攤法可知一個晶胞中Zn原子的個數為4，Se原子個數為4，所以晶胞的質量m=g，所以晶胞的密度，解得NA=。