Question

【题目】工业上利用如下反应制取P4：2Ca(PO4)2 +6SiO2+10C6CaSiO3+P4+10CO

回答下列问题：

(1)基态硅原子的核外电子排布式为___。

(2)Si、P、S元素第一电离能大小关系为___。

(3)P4中P原子的杂化方式是___ ，P4的空间结构为___ ，键角∠PPP=___。

(4)与CO互为等电子的阴离子是___ (填化学式)。

(5)晶体硅与金刚石结构相似，下图为晶体硅的晶胞结构。已知硅原子的半径为r nm，晶体硅的密度是___g/cm3。

(6)硅的含氧化合物都以硅氧四面体(SiO4)作为基本结构单元，如图a所示，可简化为图b。

硅、氧原子通过共用氧原子形成各种不同的硅酸根负离子，如图c和图d，图c的化学式____________。在无限长链的硅酸根中硅氧原子之比为____。

硅、氧原子除可形成长链外，也可形成层状和立体网状结构。在立体网状结构中，硅、氧原子数之比为____。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p2，或[Ne]3s23p2 P>S>Si或Si<S<P sp3 正四面体 60° CN－ Si2O76－ 1：3 1：2

【解析】

（1）Si位于第三周期IVA族，14号元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p2，或[Ne]3s23p2；

（2）同周期从左向右第一电离能增大，但IIA>IIIA、VA>VIA，因此第一电离能大小顺序是P>S>Si或Si<S<P；

（3）白磷的空间构型为正四面体形，即P原子的杂化方式是sp3，键角为60°；

（4）CO的价电子总数为10，原子数为2，因此N2、NO＋、CN－都与CO互为等电子体，阴离子是CN－；

（5）晶体硅与金刚石结构相似，体对角线的1/4=2r，即体对角线为8r，得出晶胞的边长为×10－7cm，根据晶胞的结构，晶胞中含有Si原子个数为8，因此晶胞的质量为×28g，因此晶胞的密度为g/cm3；

（6）由图可知，a图的化学式为SiO44－，形成二聚硅酸根是两个SiO44－通过共用1个O原子相连，可知图c的化学式为Si2O76－；根据图d结构，每个SiO44－与两个SiO44－均共用1个O原子，Si、O原子个数比为1：(2＋2×1/2)=1：3；在立体网状结构中，每个SiO44－与四个SiO44－均共用1个O原子，Si、O原子个数比为1：(4×1/2)=1：2。