Question

【題目】鍺是典型的半導體元素，在電子、材料等領域應用廣泛。

（1）寫出Ge原子結構示意圖___。

（2）Ge與C是同族元素，C原子之間可以形成雙鍵、三鍵，但Ge原子之間難以形成雙鍵或三鍵。從原子結構角度分析，原因是___。

（3）Ge單晶具有金剛石型的結構，如圖為晶胞結構，其中原子坐標參數A為(0，0，0)，B為(，0，)，C為(，，0)，D原子的坐標參數為___；若晶胞參數為anm，NA表示阿伏伽德羅常數，則其晶胞密度為___g/cm3（列出計算式即可）。

Answer 1

【答案】 Ge原子半徑大，原子之間形成的σ鍵較長，p-p軌道肩并肩重疊程度很小或幾乎不能重疊，難以形成π鍵 (，，) ×107

【解析】

（1）Ge是32號元素，位于第四周期第IVA族；

（2）雖然Ge與C是同族元素，C原子之間可以形成雙鍵、叁鍵，但Ge的原子半徑大，原子間形成的σ單鍵較長，p-p軌道難以通過“肩并肩”方式形成π鍵；

（3）對照晶胞圖示，坐標系以及A、B、C點坐標，選A點為參照點，觀察D點在晶胞中位置，即體對角線的，運用均攤法計算可得。

（1）Ge是32號元素，位于元素周期表第四周期IVA族，原子結構示意圖為，故答案為：；

（2）雖然Ge與C是同族元素，C原子之間可以形成雙鍵、叁鍵，但Ge的原子半徑大，原子間形成的σ單鍵較長，p-p軌道難以通過“肩并肩”方式形成π鍵，所以Ge原子之間難以形成雙鍵或叁鍵，故答案為：Ge原子半徑大，原子間形成的σ單鍵較長，p-p軌道肩并肩重疊程度很小或幾乎不能重疊，難以形成π鍵；

（3）對照晶胞圖示，坐標系以及A、B、C點坐標，選A點為參照點，觀察D點在晶胞中位置，即體對角線的，D的坐標參數為（，，）；類似金剛石晶胞，1個晶胞含有8個鍺原子，即晶胞的質量為，晶胞的體積為(a×10－10)3cm3，即晶胞的密度為g/cm3=×107 g/cm3，故答案為：（，，）；×107。