Question

4．鍺（Ge）是典型的半導體元素，在電子、材料等領域應用廣泛．回答下列問題：
（1）基態Ge原子的外圍電子排布式為4s²4p²，有2個未成對電子．
（2）光催化還原CO₂制備CH₄反應中，帶狀納米Zn₂GeO₄是該反應的良好催化劑．Zn、C、O電負性由大至小的順序是O＞C＞Zn．
硼元素在化學中有很重要的地位，硼及其化合物廣泛應用于永磁材料、超導材料、富燃料材料、復合材料等高新材料領域．
（3）BF₃中B原子的雜化類型為sp²，BF₃分子空間構型為平面三角形．寫出一種與BF₃互為等電子體的離子的化學式：CO₃^2-．
（4）在硼、氧、氟、氮中第一電離能由大到小的順序是（用元素符號表示）F＞N＞O＞B．
有機物丁二酮肟（）常用于檢驗Ni²⁺：在稀氨水介質中，丁二酮肟與Ni²⁺反應可生成鮮紅色沉淀，其結構如圖所示．
（5）1mol丁二酮肟分子所含σ鍵的數目為15N_A．
（6）在鮮紅色沉淀中氮鎳之間形成的共價鍵又稱為配位鍵．

Answer 1

分析 （1）Ge是32號元素，位于第四周期第IVA族，基態Ge原子核外電子排布式為[Ar]3d¹⁰4s²4p²；
（2）元素的非金屬性越強，吸引電子的能力越強，元素的電負性越大；
（3）根據中心原子的價層電子對數判斷雜化類型和空間結構；具有相同的原子數和價電子數的微粒互為等電子體；
（4）同周期從左到右第一電離能呈遞增趨勢，但是第IIA與IIIA族、第VA與第VIA族反常；
（5）單鍵中含有一個σ鍵，雙鍵中含有2個σ鍵；
（6）當共價鍵中共用電子對是由其中一原子獨自供應，另一原子提供空軌道時，此共價鍵屬于配位鍵．

解答 解：（1）Ge是32號元素，位于第四周期第IVA族，基態Ge原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p²或[Ar]3d¹⁰4s²4p²，在最外層的4s能級上2個電子為成對電子，4p軌道中2個電子分別處以不同的軌道內，有2軌道未成對電子，
故答案為：4s²4p²；2；
（2）元素非金屬性：Zn＜C＜O，元素的非金屬性越強，吸引電子的能力越強，元素的電負性越大，故電負性：O＞C＞Zn，
故答案為：O＞C＞Zn；
（3）BF₃中B原子價層電子對數=3+$\frac{1}{2}$（3-3×1）=3，雜化類型為sp²，B原子周圍沒有孤電子對，則BF₃的空間構型為平面三角形；具有相同的原子數和價電子數的微粒互為等電子體，與互為等電子體的離子為 CO₃^2-；
故答案為：sp²；平面三角形； CO₃^2-；
（4）同周期從左到右第一電離能呈遞增趨勢，但是第IIA與IIIA族、第VA與第VIA族反常，所以硼、氧、氟、氮中第一電離能由大到小的順序是：F＞N＞O＞B；
故答案為：F＞N＞O＞B；
（5）丁二酮肟（）分子中含有13個單鍵和2個雙鍵，單鍵中含有一個σ鍵，雙鍵中含有2個σ鍵，所以1mol該物質中含有σ鍵15N_A個；
故答案為：σ鍵；15N_A；
（6）當共價鍵中共用電子對是由其中一原子獨自供應，另一原子提供空軌道時，此共價鍵屬于配位鍵，圖中氮鎳之間形成的共價鍵屬于配位鍵；
故答案為：配位鍵．

點評 本題考查了物質結構與性質，涉及核外電子排布、化學鍵、電負性、雜化方式、配位鍵等，題目難度中等，側重于考查學生對基礎知識的綜合應用能力，注意把握雜化類型的判斷方法．