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）CO2分子的空間構型為 ， 中心原子的雜化方式為 ， 和CO2 互為等電子體的氧化物是 ．
（3）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原子間原子間形成σ鍵和π鍵，SiO2中Si與O原子間不形成上述π鍵．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π鍵．
（4）金剛砂（SiC）的硬度為9.5，其晶胞結構如圖所示；則金剛砂晶體類型為 ， 在SiC中，每個C原子周圍最近的C原子數目為 ， 若晶胞的邊長為a pm，則金剛砂的密度為 ．

Answer 1

【答案】
（1）1s22s22p63s23p2；O＞C＞Si
（2）直線形；sp；N2O
（3）Si原子比C原子半徑大，Si、O原子間距離較大，P﹣P軌道肩并肩重疊程度較小，不能形成上述穩定的π鍵
（4）原子晶體；12；
【解析】解：（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， 所以答案是：1s22s22p63s23p2； O＞C＞Si；（2）CO2分子為直線形結構，可知碳原子采取sp雜化方式，原子數目相等、價電子總數也相等的微�；�為等電子體，和CO2 互為等電子體的氧化物是N2O，
所以答案是：直線形；sp；N2O；（3）CO2中C與O原子間形成σ鍵和π鍵，SiO2中Si與O原子間不形成上述π鍵，是因Si原子比C原子半徑大，Si、O原子間距離較大，P﹣P軌道肩并肩重疊程度較小，不能形成上述穩定的π鍵，所以答案是：Si原子比C原子半徑大，Si、O原子間距離較大，P﹣P軌道肩并肩重疊程度較小，不能形成上述穩定的π鍵；（4）金剛砂（SiC）的硬度為9.5，屬于原子晶體；每個碳原子連接4個硅原子，每個硅原子又連接其它3個碳原子，所以每個碳原子周圍最近的碳原子數目為3×4=12；該晶胞中C原子個數=8× +6× =4，Si原子個數為4，晶胞邊長=a×10﹣10cm，體積V=（a×10﹣10cm）3 ， ρ= = gcm3= gcm3；
所以答案是：原子晶體；12； ．