Question

【題目】N和Si是合成新型非金屬材料的兩種重要元素．請回答：
（1）基態(tài)Si原子的價(jià)層電子排布圖為；其2p能級(jí)的軌道有個(gè)伸展方向，電子云的形狀為 ．
（2）Si原子可形成多種氫化物，其中Si2H4中Si原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)目為 ， Si原子的雜化軌道類型為 ．
（3）N和Si形成的原子晶體中，N原子的配位數(shù)為 ．
（4）NaN3常作為汽車安全氣囊的填充物，其焰色反應(yīng)為黃色．大多數(shù)金屬元素有焰色反應(yīng)的微觀原因?yàn)?/span>；N3﹣中σ鍵和π鍵的數(shù)之比為 ． B、F與N三種元素同周期，三種基態(tài)原子的第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>（用元素符號(hào)表示）．
（5）NaNO2是一種重要的工業(yè)原料，NO2﹣的空間構(gòu)型為 ．
（6）SiO2的晶胞與金剛石（如圖所示）相似，可以看作Si原子替代C原子后，在兩個(gè)成鍵的Si原子間插入1個(gè)O原子形成．

則：①晶胞中最小的環(huán)含有個(gè)原子．
②若晶體密度為ρgcm﹣3 ， 阿伏伽德羅常數(shù)為NA ， 晶胞中兩個(gè)最近的Si原子核之間的距離為pm（用代數(shù)式表示）．

Answer 1

【答案】
（1）；3；紡錘形
（2）3；sp2
（3）3
（4）電子從較高能級(jí)的激發(fā)態(tài)躍遷到較低的激發(fā)態(tài)或基態(tài)時(shí)，以光的形式釋放能量；1：1；F＞N＞B
（5）V形
（6）12； ×1010
【解析】解：（1）Si為14號(hào)元素，價(jià)層電子排布圖為 ，2p能級(jí)的軌道有3個(gè)伸展方向，電子云的形狀為紡錘形，所以答案是： ；3；紡錘形；（2）Si2H4中Si原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)目=3且不含孤電子對(duì)，其結(jié)構(gòu)和乙烯相似，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷Si原子雜化方式為sp2 ， 所以答案是：3；sp2；（3）N和Si形成的原子晶體化學(xué)式為Si3N4 ， 該物質(zhì)中每個(gè)N原子只能形成3個(gè)共價(jià)鍵，所以每個(gè)N原子配位數(shù)是3，所以答案是：3；（4）電子從較高能級(jí)的激發(fā)態(tài)躍遷到較低的激發(fā)態(tài)或基態(tài)時(shí)，以光的形式釋放能量，所以大多數(shù)金屬焰色反應(yīng)時(shí)呈現(xiàn)一定顏色；N3﹣與二氧化碳是等電子體，二者結(jié)構(gòu)相同，每個(gè)二氧化碳分子中含有兩個(gè)σ鍵和兩個(gè)π鍵，則N3﹣中σ鍵和π鍵的數(shù)之比為1：1；同一周期元素，元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，所以這三種元素第一電離能大小順序是F＞N＞B，
所以答案是：電子從較高能級(jí)的激發(fā)態(tài)躍遷到較低的激發(fā)態(tài)或基態(tài)時(shí)，以光的形式釋放能量；1：1；F＞N＞B；（5）NO2﹣中N價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=2+ =3且含有一個(gè)孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷亞硝酸根離子空間構(gòu)型為V形，
所以答案是：V形；（6）①根據(jù)圖知，每個(gè)最小環(huán)上含有6個(gè)Si原子、6個(gè)O原子，所以晶胞中最小的環(huán)含有12個(gè)原子，所以答案是：12；
②金剛石晶胞中4個(gè)C原子在晶胞內(nèi)部，6個(gè)C原子在面心上、8個(gè)C原子分別位于8個(gè)頂點(diǎn)上，所以該晶胞中C原子個(gè)數(shù)=4+8× +6× =8，該晶胞體積= cm3 ， 晶胞中兩個(gè)最近的Si原子核之間的距離為晶胞體對(duì)角線長度的 = × × cm= × × cm= cm= ×1010pm，
所以答案是： ×1010 ．