锗(Ge)原子结构与电子排布

实验目的

认识锗原子的结构,写出电子排布式,说明其位置和常见化合价。

实验原理

锗原子核电荷数为32,核外有32个电子,各电子层依次排布2、8、18、4。电子排布式为 [Ar]3d10 4s2 4p2,最外层有4个电子。锗常见化合价为+2和+4,与碳、硅同属ⅣA族,在金属与非金属交界处,具有半导体性质。

实验器材

• 锗原子结构模型
• 原子核(核电荷数32)
• K、L、M、N 四个电子层
• 电子排布式
• 元素周期表位置标注

实验步骤

1. 观察原子核,记下核电荷数32
2. 依次数出各电子层的电子数
3. 写出电子排布式 [Ar]3d10 4s2 4p2
4. 判断所在周期和族
5. 与碳、硅对比最外层电子数

实验现象与结论

模型显示锗原子电子层排布为2、8、18、4,最外层有4个电子。因此锗位于第四周期ⅣA族,常见化合价为+2、+4,与碳、硅最外层电子数相同,同属ⅣA族。

注意事项

• 电子排布式中3d写在4s之前,但电子先填4s
• 最外层电子数是4s2 4p2,共4个

常见问题

锗的价电子排布是什么?

锗的价电子排布为 4s2 4p2,最外层共4个电子。

锗为什么常用作半导体材料?

锗处于金属与非金属分界线附近,导电性介于导体和绝缘体之间,可作半导体材料。