Question

碳族元素的单质和化合物具有非常重要的作用。请回答下列问题。

（1）碳族元素中最早用于制造半导体器件的是__(填元素名称)，其价电子排布式为___。

（2）CH₃OH分子中C原子的杂化方式为__，SCN^-的空间构型为___。

（3）①烷烃(C_nH_2n+2)随n的增大其熔沸点升高，原因是__。

②硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都很少，原因是__。

（4）如图是SiO₂晶胞，构成二氧化硅晶体结构的最小环是由__个原子构成。已知晶胞参数为apm，则其晶胞密度为__g·cm^-3。

Answer

锗 4s24p2 sp3杂化 直线型 烷烃分子组成和结构相似，随着n值增大，相对分子质量增大，分子间作用力增大，熔沸点升高 Si-Si键，Si-H键键能比较小，易断裂，不易形成长的硅链 12

【解析】

（1）最早用于制造半导体器件的的碳族元素是锗，锗是32号元素，位于第四周期，其价电子排布式为：4s24p2，故答案为：锗；4s24p2；

（2）CH3OH中，价层电子对数=σ键电子对数（4）+中心原子上的孤电子对数（0）=4，所以碳原子采取sp3杂化，SCN-的中心C原子：价层电子对数=σ键电子对数（2）+中心原子上的孤电子对数（0）=2，所以SCN-中C的杂化方式为sp杂化，SCN-的空间构型为直线型，故答案为：sp3杂化；直线型；

（3）①烷烃分子组成和结构相似，随着n值增大，相对分子质量增大，分子间作用力增大，熔化和气化时，所需克服的分子间作用力增大，熔沸点升高，故答案为：烷烃分子组成和结构相似，随着n值增大，相对分子质量增大，分子间作用力增大，熔沸点升高；

②比起C-C键，C-H键，Si-Si键，Si-H键键能比较小，易断裂，不易形成长的硅链，但是C-C是可以形成很长碳链的，故答案为：Si-Si键，Si-H键键能比较小，易断裂，不易形成长的硅链；

（4）从SiO2晶胞来看，构成二氧化硅晶体结构的最小环包含6个Si，6个O，共12个原子，均摊法可得：每个SiO2晶胞中Si的个数=8×+6+4=8，O原子数=16，所以1mol晶胞的质量=(28×8+16×16)g=480g，那么每个晶胞的质量m=，因为晶胞参数=apm=a×10-10cm，所以每个晶胞的体积V=(a×10-10cm)3，由==g·cm-3，故答案为：12；。