Question

【题目】碳族元素的单质和化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。

(1)锗是重要半导体材料，基态Ge原子中，核外电子占据最高能级的符号是______，该能级的电子云轮廓图为________。Ge的晶胞结构与金刚石类似，质地硬而脆，沸点2830℃，锗晶体属于_______晶体。

(2)(CH3)3C+是有机合成重要中间体，该中间体中碳原子杂化方式为_______，(CH3)3C+中碳骨架的几何构型为________。

(3)治疗铅中毒可滴注依地酸钠钙，使Pb2+转化为依地酸铅盐。下列说法正确的是_______。

A.形成依地酸铅离子所需n(Pb2+)∶n(EDTA)=1∶4

B.依地酸中各元素的电负性从大到小的顺序为O>N>C>H

C.依地酸铅盐中含有离子键和配位键

D.依地酸具有良好的水溶性是由于其分子间能形成氢键

(4)下表列出了碱土金属碳酸盐的热分解温度和阳离子半径：

碳酸盐	MgCO3	CaCO3	SrCO3	BaCO3
热分解温度/℃	402	900	1172	1360
阳离子半径/pm	66	99	112	135

碱土金属碳酸盐同主族由上到下的热分解温度逐渐升高，原因是：__________。

(5)有机卤化铅晶体具有独特的光电性能，下图为其晶胞结构示意图：

①若该晶胞的边长为anm，则Cl-间的最短距离是________。

②在该晶胞的另一种表达方式中，若图中Pb2+处于顶点位置，则Cl-处于____位置。

Answer 1

【答案】4p 纺锤形或哑铃形 原子 sp2 sp3 平面三角形 BC 金属阳离子半径越大，金属氧化物晶格能越小，氧化物越不稳定，碳酸盐越难分解 anm 棱心

【解析】

(1)由于锗是第四周期第IVA元素所以其价层电子排布式是[Ar]4s24p2，最高能级符号及不同能级电子云形状；利用原子晶体熔沸点高、硬度大判断其晶体类型；

(2)甲基中碳原子形成4个σ键，另外碳原子形成3个σ键，均没有孤电子对，杂化轨道数目分别为4、3；根据与甲基C原子连接的C原子确定碳骨架的形状；

(3)A.形成依地酸铅离子所需n(Pb2+)：n(EDTA)=1：2

B.非金属性越强，电负性越大；

C.内界配离子与外界酸根离子之间形成离子键、内界Pb2+与配体EDTA的离子形成配位键；

D.依地酸具有良好的水溶性，是由于其分子与水分子之间形成氢键；

(4)从表格中得出：这些物质的阴离子是相同的，均为碳酸根，阳离子的半径越大，分解温度越高；

(5)①晶胞中两个O原子的距离为晶胞参数的；

②根据图示可知若Pb2+处于顶点位置，则Cl-处于棱心上。

(1)根据锗是第四周期第IVA元素分析其最高能级符号是4p，由于p电子的电子云是纺锤形或哑铃形；Ge的晶胞结构与金刚石类似，质地硬而脆，沸点2830℃，由于金刚石是原子晶体，可知锗晶体属于原子晶体；

(2)甲基中碳原子形成4个σ键，另外碳原子形成3个σ键，均没有孤电子对，杂化轨道数目分别为4、3，分别采取sp3、sp2杂化；由于与三个甲基连接的C原子是采用sp2杂化，所以可确定C骨架为平面三角形；

(3)A.由配离子结构，可知形成依地酸铅离子所需n(Pb2+)：n(EDTA)=1：2，A错误；

B.非金属性越强，电负性越大，由于元素的非金属性：O＞N＞C＞H，所以元素的电负性O>N>C>H，B正确；

C.内界配离子与外界酸根离子之间形成离子键、内界Pb2+与配体EDTA的离子形成配位键，C正确；

D.依地酸具有良好的水溶性，是由于其分子与水分子之间形成氢键，D错误，

故合理选项是BC；

(4)碳酸盐的热分解是由于晶体中的阳离子结合碳酸根中的氧离子，使碳酸根分解为二氧化碳分子的结果，钙离子由于半径小和氧离子结合更为容易，氧化钙晶格能大，所以碳酸钙分解温度低；

(5)①根据图示可知晶胞中两个O原子的距离为晶胞参数的，由于晶胞参数为anm，所以晶胞中两个O原子的距离为anm；

②根据图示可知若Pb2+处于顶点位置，则Cl-处于棱心上。