Question

【題目】（化學－物質結構與性質）

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，但結構和性質有很大不同。CO2中C與O原子間形成鍵和鍵，SiO2中Si與O原子間不形成上述健。從原子半徑大小的角度分析，為何C、O原子間能形成，而Si、O原子間不能形成上述鍵　　　　。

Answer 1

【答案】（1）1s22s22p63s23p2 O＞C＞Si (2) sp3 共價鍵 （3）Mg Mg2+半徑比Ca2+小，MgO晶格能大 （4）Si的原子半徑較大，Si、O原子間距離較大，p-p軌道肩并肩重疊程度較小，不能形成上述穩(wěn)定的π鍵

【解析】

(1)Si原子核外共14個電子，按照能量最低原則書寫電子排布式；元素周期表中主族元素越靠右、越靠上電負性越大，F的電負性最大(為4.0)；

(2)晶體硅中一個硅原子周圍與4個硅原子相連，呈正四面體結構，所以雜化方式是sp3；非金屬原子之間形成的化學鍵為共價鍵；

(3)根據電子總數判斷M的原子序數，進而確定元素符號；從影響離子晶體熔沸點高低的因素分析二者熔沸點的高低；

(4) C的原子半徑較小，C、O原子能充分接近， p-p軌道肩并肩重疊程度較大，形成較穩(wěn)定的π鍵；Si的原子半徑較大，Si、O原子間距離較大，p-p軌道肩并肩重疊程度較小，不能形成上述穩(wěn)定的π鍵。

(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，

因此，本題正確答案是：1s22s22p63s23p2；O＞C＞Si；

(2)SiC中Si和C原子均形成四個單鍵，故其為sp3雜化；非金屬原子之間形成的化學鍵全部是共價鍵，

因此，本題正確答案是：sp3；共價鍵；

(3)MO和SiC的電子總數相等，故含有的電子數為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的離子電荷數相同，Mg2+半徑比Ca2+小，MgO晶格能大，熔點高；

因此，本題正確答案是：Mg；Mg2+半徑比Ca2+小，MgO晶格能大；

(4) π鍵是由p-p軌道肩并肩重疊形成的，且π鍵的強弱與重疊程度成正比。Si原子的原子半徑較大， Si、O原子間距離較大， p-p軌道肩并肩重疊程度較小，不能形成穩(wěn)定的π鍵。

因此，本題正確答案是：Si的原子半徑較大，Si、O原子間距離較大，p-p軌道肩并肩重疊程度較小，不能形成上述穩(wěn)定的π鍵。