Question

C和Si元素在化学中占有极其重要的地位．
（1）写出Si的原子结构示意图

 

．
（2）SiC的晶体结构与金刚石相似，其中硅原子的杂化方式为

 

，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，则每个M²⁺周围吸引

 

个O^2-；MO的熔点比CaO的高，其原因是

 

．
（4）富勒烯（C₆₀）的结构如图，分子中碳原子轨道的杂化类型为

 

；1mol C₆₀分子中含有

 

molσ键．

Answer 1

考点：原子轨道杂化方式及杂化类型判断,金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系

专题：化学键与晶体结构

分析：（1）Si原子核外有3个电子层、最外层电子数是4，据此画出Si原子结构示意图；
（2）SiC中每个硅原子连接4个C原子，每个C原子连接4个Si原子，据此确定Si原子杂化方式，SiC属于原子晶体，微粒间存在共价键；
（3）根据电子数相等计算M原子电子数，根据原子中电子数=原子序数确定元素，根据氯化钠中离子配位数确定M²⁺的配位数，离子晶体的熔点与晶格能成正比，晶格能与离子半径成反比；
（4）富勒烯中每个碳原子形成3个σ键，据此确定C原子杂化方式，每个C原子平均占有1.5个σ键，据此计算1mol C₆₀分子中含有σ键的物质的量．

解答： 解：（1）Si原子核外有3个电子层、最外层电子数是4，Si原子结构示意图为，故答案为：；
（2）SiC中每个硅原子连接4个C原子，每个C原子连接4个Si原子，所以Si原子杂化方式为sp³，SiC属于原子晶体，微粒间存在共价键，故答案为：sp³；共价键；
（3）氧化物MO的电子总数与SiC的相等，则M原子中电子数为12，原子中电子数=原子序数=12，所以M为Mg元素，氯化钠中阴阳离子配位数为6，所以MgO中Mg²⁺的配位数为6，MgO和CaO都是离子晶体，镁离子半径小于钙离子，且二者所带电荷相等，所以MgO的晶格能大于CaO，所以MgO的熔点高于CaO，故答案为：Mg；6；Mg ²⁺半径比Ca ²⁺小，MgO的晶格能大；
（4）富勒烯中每个碳原子形成3个σ键，所以C原子杂化方式为sp²，每个C原子平均占有1.5个σ键，则1mol C₆₀分子中含有σ键的物质的量为90mol，故答案为：sp²；90．

点评：本题考查较综合，涉及原子杂化方式的判断、晶格能等知识点，根据存在的σ键个数确定原子杂化方式，根据离子晶体熔点与晶格能、离子半径的关系来分析解答，题目难度不大．