18. 硅、锗(Ge)及其化合物广泛应用于光电材料领域。回答下列问题：

(1)基态硅原子最外层的电子排布图为_______，晶体硅和碳化硅熔点较高的是_______(填化学式);

(2)硅和卤素单质反应可以得到，的熔沸点如下表：

熔点/K	1830	203.2	278.6	393.7
沸点/K	187.2	330.8	427.2	560.7

①0℃时，、、、呈液态的是____(填化学式)，沸点依次升高的原因是_____，气态分子的空间构型是_______;

②与N-甲基咪唑反应可以得到，其结构如图所示：

N-甲基咪唑分子中碳原子的杂化轨道类型为_______，H、C、N的电负性由大到小的顺序为_______，1个中含有_______个键;

(3)下图是、、O三种元素形成的某化合物的晶胞示意图。

①己知化合物中和O的原子个数比为1：4，图中Z表示_______原子(填元素符号)，该化合物的化学式为_______;

②已知该晶胞的晶胞参数分别为anm、bnm、cnm，，则该晶体的密度_______(设阿伏加德罗常数的值为，用含a、b、c、的代数式表示)。

【答案】 (1).; (2). SiC (3). SiCl₄ (4). SiX4都是结构相似的分子晶体，相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增大 (5). 正四面体形 (6). sp²、sp³;; (7). N>C>H (8). 54 (9). O (10). Mg₂GeO₄ (11). =×10²¹

【解析】

【分析】

【详解】(1)硅元素的原子序数为14，价电子排布式为3s²3p²，则价电子排布图为;原子晶体的熔点取决于共价键的强弱，晶体硅和碳化硅都是原子晶体，碳原子的原子半径小于硅原子，非金属性强于硅原子，碳硅键的键能大于硅硅键、键长小于硅硅键，则碳硅键强于硅硅键，碳化硅的熔点高于晶体硅，故答案为：;SiC;

(2) ①由题给熔沸点数据可知，0℃时，四氟化硅为气态，四氯化硅为液态，四溴化硅、四碘化硅为固态;分子晶体的沸点取决于分子间作用力的大小，SiX₄都是结构相似的分子晶体，相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增大，则SiX4的沸点依次升高;SiX₄分子中硅原子的价层电子对数为4，孤对电子对数为0，则分子的空间构型为正四面体形，故答案为：SiCl₄; SiX₄都是结构相似的分子晶体，相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增大;正四面体形;

②由M²⁺离子的结构可知，离子中含有杂化方式为sp³杂化的单键碳原子和sp²杂化的双键碳原子;元素的非金属性越强，其电负性越大，元素的非极性强弱顺序为N>C>H，则元素电负性的大小顺序为N>C>H;M²⁺离子的结构中含有单键、双键和配位键，单键和配位键都是σ键，双键中含有1个σ键，则离子中含有54个σ键，故答案为：sp²、sp³;N>C>H;54;

(3)①由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点、面心、棱上和体内的X原子为8×+6×+4×+3=8，位于体内的Y原子和Z原子分别为4和16，由Ge和O原子的个数比为1：4可知，X为Mg原子、Y为Ge原子、Z为O原子，则晶胞的化学式为Mg2GeO4，故答案为：O;Mg₂GeO₄;

②由晶胞的质量公式可得：=abc×10^-21×ρ，解得ρ=×10²¹g/cm³，故答案为：×10²¹。

编辑：小徐