Question

下面是C₆₀、金剛石和二氧化碳的分子模型。

請回答下列問題：
（1）硅與碳同主族，寫出硅原子基態(tài)時的核外電子排布式：_________________
（2）從晶體類型來看，C₆₀屬于_________晶體。
（3）二氧化硅結(jié)構(gòu)跟金剛石結(jié)構(gòu)相似，即二氧化硅的結(jié)構(gòu)相當于在硅晶體結(jié)構(gòu)中每個硅與硅的化學鍵之間插入一個O原子。觀察圖乙中金剛石的結(jié)構(gòu)，分析二氧化硅的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，Si、O原子形成的最小環(huán)上O原子的數(shù)目是__________________________；晶體硅中硅原子與共價鍵的個數(shù)比為            
（4）圖丙是二氧化碳的晶胞模型，圖中顯示出的二氧化碳分子數(shù)為14個。實際上一個二氧化碳晶胞中含有________個二氧化碳分子，二氧化碳分子中鍵與鍵的個數(shù)比為                。
（5）有機化合物中碳原子的成鍵方式有多種，這也是有機化合物種類繁多的原因之一。丙烷分子中2號碳原子的雜化方式是_______，丙烯分子中2號碳原子的雜化方式是_______，丙烯分子中最多有      個原子共平面。

Answer 1

（1）1s²2s²2p⁶3s²3p² （2）分子 （3）6  ；1:2 （4）4  ；1:1（5）sp³   ；sp²   ；7

試題分析：（1）硅的原子數(shù)序為14，基態(tài)時的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p²；（2）由題給結(jié)構(gòu)模型知，C₆₀有固定的組成，不屬于空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，為分子晶體；（3）由題給結(jié)構(gòu)模型知，金剛石中的最小環(huán)為六元環(huán)，二氧化硅結(jié)構(gòu)跟金剛石結(jié)構(gòu)相似，Si、O原子形成的最小環(huán)上應(yīng)有6個Si原子，硅晶體結(jié)構(gòu)中每個硅與硅的化學鍵之間插入一個O原子，則Si、O原子形成的最小環(huán)上O原子的數(shù)目是6，二氧化硅晶體中，每個Si原子與4個O原子形成共價鍵，每一個共價鍵中Si的貢獻為一半，則平均1個Si原子形成2個共價鍵，所以晶體硅中硅原子與共價鍵的個數(shù)比為1：2；（4）二氧化碳的晶胞中，二氧化碳分子位于晶胞的頂點和面心位置，則晶胞中含有二氧化碳的分子數(shù)為8×1/8+6×1/2=4，二氧化碳的分子結(jié)構(gòu)為O=C=C，每個分子中含有2個σ鍵和2個π鍵，所以σ鍵與π鍵的個數(shù)比為1：1；（5）根據(jù)丙烷和丙烯的結(jié)構(gòu)分析，丙烷分子中2號碳原子形成4個σ鍵，所以雜化方式是sp³，丙烯分子中2號碳原子碳原子形成3個σ鍵，所以雜化方式是sp²，丙烯中含有乙烯的結(jié)構(gòu)特點，和雙鍵共平面的原子共有6個原子，甲基中含C-H鍵，原子圍繞著σ鍵旋轉(zhuǎn)，則最多有1個原子和其它6個原子共平面，即丙烯分子中最多有7個原子共平面。