Question

【題目】C和Si元素在化學中占有極其重要的地位。

（1）寫出Si的基態(tài)原子核外電子排布式 ____。從電負性角度分析，C、Si和O元素的非金屬活潑性由強至弱的順序為 ____。

（2）SiC的晶體結構與晶體硅的相似，其中C原子的雜化方式為 ____，微粒間存在的作用力是 ____。

（3）氧化物MO的電子總數(shù)與SiC的相等，則M為 ____（填元素符號）。MO是優(yōu)良的耐高溫材料，其晶體結構與NaCl晶體相似。MO的熔點比CaO的高，其原因是 ____。

（4）C、Si為同一主族的元素，CO2和SiO2化學式相似，但結構和性質(zhì)有很大不同。CO2 的分子構型是 ________， SiO2的沸點 _______CO2的沸點（填“高于”或“低于”） ，理由是 _____________________。 CO2分子中σ鍵和π鍵的個數(shù)比為 ___________，其中心原子采取 _______雜化；

Answer 1

【答案】 1s22s22p63s23p2 O＞C＞Si sp3 共價鍵 Mg Mg2+半徑比Ca2+小，MgO晶格能大 直線型 高于 CO2為分子晶體，SiO2為原子晶體 1： 1 sp

【解析】試題分析：（1）Si核外有14個電子，排布在1S、2S、2P、3S、3P能級上。元素周期表中主族元素越靠右、越靠上電負性越大，電負性越大非金屬性越強；（2）晶體硅是正四面體結構；非金屬原子之間形成共價鍵；（3）根據(jù)電子總數(shù)判斷M的原子序數(shù)，進而確定元素符號；離子半徑越小，晶體熔點越高；（4）CO2 中碳原子的價電子對數(shù)是2，沒有孤對電子；SiO2是原子晶體、CO2是分子晶體；CO2分子中含有2個碳氧雙鍵，雙鍵中有1個σ鍵、1個π鍵。

解析：（1）Si是14號元素，Si原子核外共14個電子，按照能量最低原則電子先填入能量最低的1s軌道，填滿后再依次填入能量較高的軌道；其電子排布式為：1s22s22p63s23p2；從電負性的角度分析，O和C位于同一周期，非金屬性O強于C；C和Si為與同一主族，C的非金屬性強于Si，故由強到弱為O＞C＞Si；（2）SiC中Si和C原子均形成四個單鍵，形成正四面體結構，故其為sp3雜化；非金屬原子之間形成的化學鍵是共價鍵；（3）MO和SiC的電子總數(shù)相等，故含有的電子數(shù)為20，則M含有12個電子，即Mg；晶格能與所組成離子所帶電荷成正比，與離子半徑成反比，MgO與CaO的離子電荷數(shù)相同，Mg2+半徑比Ca2+小，MgO晶格能大，熔點高；（4）CO2 中碳原子的價電子對數(shù)是2，沒有孤對電子，所以CO2分子構型是直線型；SiO2是原子晶體、CO2是分子晶體，所以SiO2的沸點高于CO2的沸點；雙鍵中有1個σ鍵、1個π鍵，CO2分子中含有2個碳氧雙鍵，所以有2個σ鍵、2個π鍵，σ鍵和π鍵的個數(shù)比,1:1。CO2 中碳原子的價電子對數(shù)，所以C原子的雜化方式是sp。