题目内容
化学--选修物质结构与性质
下面是C60、金刚石和二氧化碳的分子模型．
请回答下列问题：
（1）硅与碳同主族，写出硅原子基态时的核外电子排布式：
（2）从晶体类型来看，C60属于
（3）二氧化硅结构跟金刚石结构相似，即二氧化硅的结构相当于在硅晶体结构中每个硅与硅的化学键之间插入一个O原子．观察图乙中金刚石的结构，分析二氧化硅的空间网状结构中，Si、O原子形成的最小环上O原子的数目是
（4）图丙是二氧化碳的晶胞模型，图中显示出的二氧化碳分子数为14个．实际上一个二氧化碳晶胞中含有
（5）有机化合物中碳原子的成键方式有多种，这也是有机化合物种类繁多的原因之一．丙烷分子中2号碳原子的杂化方式是
下面是C60、金刚石和二氧化碳的分子模型．
请回答下列问题：
（1）硅与碳同主族，写出硅原子基态时的核外电子排布式：
1s22s22p63s23p2
1s22s22p63s23p2
（2）从晶体类型来看，C60属于
分子
分子
晶体．（3）二氧化硅结构跟金刚石结构相似，即二氧化硅的结构相当于在硅晶体结构中每个硅与硅的化学键之间插入一个O原子．观察图乙中金刚石的结构，分析二氧化硅的空间网状结构中，Si、O原子形成的最小环上O原子的数目是
6
6
；晶体硅中硅原子与共价键的个数比为1：2
1：2
（4）图丙是二氧化碳的晶胞模型，图中显示出的二氧化碳分子数为14个．实际上一个二氧化碳晶胞中含有
4
4
个二氧化碳分子，二氧化碳分子中σ键与π键的个数比为1：1
1：1
．（5）有机化合物中碳原子的成键方式有多种，这也是有机化合物种类繁多的原因之一．丙烷分子中2号碳原子的杂化方式是
sp3
sp3
，丙烯分子中2号碳原子的杂化方式是sp2
sp2
，丙烯分子中最多有7
7
个原子共平面．分析：（1）硅的原子数序为14，根据能量最低原理书写电子排布式；
（2）C60有固定的组成，不属于空间网状结构，以此判断晶体类型；
（3）根据金刚石最小的环为六元环判断二氧化硅的空间网状结构中，Si、O原子形成的最小环上应有6个Si原子，每2个Si原子之间有1个O原子判断O原子的数目；
（4）利用均摊法计算晶胞；根据二氧化碳的结构式判断共价键的类型和数目；
（5）通过价层电子对判断原子的杂化类型，根据甲烷、乙烯的结构特征判断丙烯的空间结构特征．
（2）C60有固定的组成，不属于空间网状结构，以此判断晶体类型；
（3）根据金刚石最小的环为六元环判断二氧化硅的空间网状结构中，Si、O原子形成的最小环上应有6个Si原子，每2个Si原子之间有1个O原子判断O原子的数目；
（4）利用均摊法计算晶胞；根据二氧化碳的结构式判断共价键的类型和数目；
（5）通过价层电子对判断原子的杂化类型，根据甲烷、乙烯的结构特征判断丙烯的空间结构特征．
解答：解：（1）硅的原子数序为14，根据能量最低原理可知电子排布式为1s22s22p63s23p2，故答案为：1s22s22p63s23p2；
（2）C60有固定的组成，不属于空间网状结构，熔沸点远低于金刚石等原子晶体的熔沸点，应为分子晶体，故答案为：分子；
（3）金刚石最小的环为六元环，二氧化硅结构跟金刚石结构相似，Si、O原子形成的最小环上应有6个Si原子，硅晶体结构中每个硅与硅的化学键之间插入一个O原子，则Si、O原子形成的最小环上O原子的数目是6，二氧化硅晶体中，每个Si原子与4个O原子形成共价键，每一个共价键中Si的贡献为
，则平均1个Si原子形成2个共价键，所以晶体硅中硅原子与共价键的个数比为1：2，故答案为：6；1：2；
（4）二氧化碳的晶胞中，二氧化碳分子分布于晶胞的定点和面心位置，则晶胞中含有二氧化碳的分子数为8×
+6×
=4，二氧化碳的分子结构为O=C=C，每个分子中含有2个σ键和
2个π键，所以σ键与π键的个数比为1：1，故答案为：4；1：1；
（5）丙烷分子中2号碳原子形成4个σ键，无孤电子对，所以杂化方式是sp3，丙烯分子中2号碳原子碳原子形成3个σ键，无孤电子对，所以杂化方式是sp2，
丙烯中含有乙烯的结构特点，和双键共平面的原子共有6个原子，甲基中含C-H键，原子围绕着σ键旋转，则最多有1个原子和其它6个原子共平面，即丙烯分子中最多有7个原子共平面，故答案为：sp3；sp2；7．
（2）C60有固定的组成，不属于空间网状结构，熔沸点远低于金刚石等原子晶体的熔沸点，应为分子晶体，故答案为：分子；
（3）金刚石最小的环为六元环，二氧化硅结构跟金刚石结构相似，Si、O原子形成的最小环上应有6个Si原子，硅晶体结构中每个硅与硅的化学键之间插入一个O原子，则Si、O原子形成的最小环上O原子的数目是6，二氧化硅晶体中，每个Si原子与4个O原子形成共价键，每一个共价键中Si的贡献为
| 1 |
| 2 |
（4）二氧化碳的晶胞中，二氧化碳分子分布于晶胞的定点和面心位置，则晶胞中含有二氧化碳的分子数为8×
| 1 |
| 8 |
| 1 |
| 2 |
2个π键，所以σ键与π键的个数比为1：1，故答案为：4；1：1；
（5）丙烷分子中2号碳原子形成4个σ键，无孤电子对，所以杂化方式是sp3，丙烯分子中2号碳原子碳原子形成3个σ键，无孤电子对，所以杂化方式是sp2，
丙烯中含有乙烯的结构特点，和双键共平面的原子共有6个原子，甲基中含C-H键，原子围绕着σ键旋转，则最多有1个原子和其它6个原子共平面，即丙烯分子中最多有7个原子共平面，故答案为：sp3；sp2；7．
点评：本题考查较为综合，涉及电子排布式的书写、晶胞的结构、杂化类型的判断以及有机结构的分析，题目较难，注意把握相关知识思路的整理和积累．
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世纪百通期末金卷系列答案
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