题目内容
(2009?山东)(化学-物质结构与性质)C和Si元素在化学中占有极其重要的地位.
(1)写出Si的基态原子核外电子排布式
1s22s22p63s23p2
1s22s22p63s23p2
.
从电负性角度分析,C、Si和O元素的非金属活泼性由强至弱的顺序为
O>C>Si
O>C>Si
.
(2)SiC的晶体结构与晶体硅的相似,其中C原子的杂化方式为
sp3
sp3
,微粒间存在的作用力是
共价键
共价键
.
(3)氧化物MO的电子总数与SiC的相等,则M为
Mg
Mg
(填元素符号).MO是优良的耐高温材料,其晶体结构与NaCl晶体相似.MO的熔点比CaO的高,其原因是
Mg2+半径比Ca2+小,MgO晶格能大
Mg2+半径比Ca2+小,MgO晶格能大
.
(4)C、Si为同一主族的元素,CO
2和SiO
2化学式相似,但结构和性质有很大不同.CO
2中C与O原子间形成σ键和π键,SiO
2中Si与O原子间不形成上述π健.从原子半径大小的角度分析,为何C、O原子间能形成,而Si、O原子间不能形成上述π键
Si的原子半径较大,Si、O原子间距离较大,p-p轨道肩并肩重叠程度较小,不能形成上述稳定的π键
Si的原子半径较大,Si、O原子间距离较大,p-p轨道肩并肩重叠程度较小,不能形成上述稳定的π键
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分析:(1)Si原子核外共14个电子,按照能量最低原则书写电子排布式;元素周期表中主族元素越靠右、越靠上电负性越大,F的电负性最大(为4.0);
(2)晶体硅中一个硅原子周围与4个硅原子相连,呈正四面体结构,所以杂化方式是sp3;非金属原子之间形成的化学键为共价键;
(3)根据电子总数判断M的原子序数,进而确定元素符号;从影响离子晶体熔沸点高低的因素分析二者熔沸点的高低;
(4)Si的原子半径较大,Si、O原子间距离较大,p-p轨道肩并肩重叠程度较小,不能形成上述稳定的π键.
解答:解:(1)Si是14号元素,Si原子核外共14个电子,按照能量最低原则电子先填入能量最低的1s轨道,填满后再依次填入能量较高的轨道;其电子排布式为:1s22s22p63s23p2;从电负性的角度分析,O和C位于同一周期,非金属性O强于C;C和Si为与同一主族,C的非金属性强于Si,故由强到弱为O>C>Si,故答案为;1s22s22p63s23p2; O>C>Si;
(2)SiC中Si和C原子均形成四个单键,故其为sp3杂化;非金属原子之间形成的化学键全部是共价键,故答案为:sp3;共价键;
(3)MO和SiC的电子总数相等,故含有的电子数为20,则M含有12个电子,即Mg;晶格能与所组成离子所带电荷成正比,与离子半径成反比,MgO与CaO的离子电荷数相同,Mg2+半径比Ca2+小,MgO晶格能大,熔点高;故答案为:Mg;Mg2+半径比Ca2+小,MgO晶格能大;
(4)CO2晶体是分子晶体,其中C的原子半径较小,C、O原子能充分接近,p-p轨道肩并肩重叠程度较大,形成稳定的π键;而Si原子半径较大,Si、O原子间距离较大,p-p轨道肩并肩重叠程度较小,不能形成上述稳定的π键,故答案为:Si的原子半径较大,Si、O原子间距离较大,p-p轨道肩并肩重叠程度较小,不能形成上述稳定的π键.
点评:本题考查物质结构和性质,涉及电子排布式的书写、电负性的大小比较、杂化轨道类型的判断以及晶体熔点的比较,题目较为综合,本题易错点为(4)题,注意形成π键的因素.
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