Question

【题目】C和Si元素在化学中占有极其重要的地位：
（1）写出Si的基态原子核外电子排布式 ． 从电负性角度分析，C，Si和O元素的非金属活泼性由强至弱的顺序为 ．
（2）CO2分子的空间构型为 ， 中心原子的杂化方式为 ， 和CO2 互为等电子体的氧化物是 ．
（3）C，Si为同一主族的元素，CO2和SiO2化学式相似，但结构和性质有很大不同．CO2中C与O原子间原子间形成σ键和π键，SiO2中Si与O原子间不形成上述π键．从原子半径大小的角度分析，为何C、O原子间能形成，而Si、O原子间不能形成上述π键．
（4）金刚砂（SiC）的硬度为9.5，其晶胞结构如图所示；则金刚砂晶体类型为 ， 在SiC中，每个C原子周围最近的C原子数目为 ， 若晶胞的边长为a pm，则金刚砂的密度为 ．

Answer 1

【答案】
（1）1s22s22p63s23p2；O＞C＞Si
（2）直线形；sp；N2O
（3）Si原子比C原子半径大，Si、O原子间距离较大，P﹣P轨道肩并肩重叠程度较小，不能形成上述稳定的π键
（4）原子晶体；12；
【解析】解：（1）Si是14号元素，Si原子核外共14个电子，按照能量最低原则电子先填入能量最低的1s轨道，填满后再依次填入能量较高的轨道；其电子排布式为：1s22s22p63s23p2；从电负性的角度分析，O和C位于同一周期，非金属性O强于C；C和Si为与同一主族，C的非金属性强于Si，故由强到弱为O＞C＞Si， 所以答案是：1s22s22p63s23p2； O＞C＞Si；（2）CO2分子为直线形结构，可知碳原子采取sp杂化方式，原子数目相等、价电子总数也相等的微粒互为等电子体，和CO2 互为等电子体的氧化物是N2O，
所以答案是：直线形；sp；N2O；（3）CO2中C与O原子间形成σ键和π键，SiO2中Si与O原子间不形成上述π键，是因Si原子比C原子半径大，Si、O原子间距离较大，P﹣P轨道肩并肩重叠程度较小，不能形成上述稳定的π键，所以答案是：Si原子比C原子半径大，Si、O原子间距离较大，P﹣P轨道肩并肩重叠程度较小，不能形成上述稳定的π键；（4）金刚砂（SiC）的硬度为9.5，属于原子晶体；每个碳原子连接4个硅原子，每个硅原子又连接其它3个碳原子，所以每个碳原子周围最近的碳原子数目为3×4=12；该晶胞中C原子个数=8× +6× =4，Si原子个数为4，晶胞边长=a×10﹣10cm，体积V=（a×10﹣10cm）3 ， ρ= = gcm3= gcm3；
所以答案是：原子晶体；12； ．