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）SiC的晶体结构与晶体硅的相似，其中C原子的杂化方式为 ____，微粒间存在的作用力是 ____。

（3）氧化物MO的电子总数与SiC的相等，则M为 ____（填元素符号）。MO是优良的耐高温材料，其晶体结构与NaCl晶体相似。MO的熔点比CaO的高，其原因是 ____。

（4）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 的分子构型是 ________， SiO2的沸点 _______CO2的沸点（填“高于”或“低于”） ，理由是 _____________________。 CO2分子中σ键和π键的个数比为 ___________，其中心原子采取 _______杂化；

Answer 1

【答案】 1s22s22p63s23p2 O＞C＞Si sp3 共价键 Mg Mg2+半径比Ca2+小，MgO晶格能大 直线型 高于 CO2为分子晶体，SiO2为原子晶体 1： 1 sp

【解析】试题分析：（1）Si核外有14个电子，排布在1S、2S、2P、3S、3P能级上。元素周期表中主族元素越靠右、越靠上电负性越大，电负性越大非金属性越强；（2）晶体硅是正四面体结构；非金属原子之间形成共价键；（3）根据电子总数判断M的原子序数，进而确定元素符号；离子半径越小，晶体熔点越高；（4）CO2 中碳原子的价电子对数是2，没有孤对电子；SiO2是原子晶体、CO2是分子晶体；CO2分子中含有2个碳氧双键，双键中有1个σ键、1个π键。

解析：（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；（2）SiC中Si和C原子均形成四个单键，形成正四面体结构，故其为sp3杂化；非金属原子之间形成的化学键是共价键；（3）MO和SiC的电子总数相等，故含有的电子数为20，则M含有12个电子，即Mg；晶格能与所组成离子所带电荷成正比，与离子半径成反比，MgO与CaO的离子电荷数相同，Mg2+半径比Ca2+小，MgO晶格能大，熔点高；（4）CO2 中碳原子的价电子对数是2，没有孤对电子，所以CO2分子构型是直线型；SiO2是原子晶体、CO2是分子晶体，所以SiO2的沸点高于CO2的沸点；双键中有1个σ键、1个π键，CO2分子中含有2个碳氧双键，所以有2个σ键、2个π键，σ键和π键的个数比,1:1。CO2 中碳原子的价电子对数，所以C原子的杂化方式是sp。