Question

【题目】N和Si是合成新型非金属材料的两种重要元素．请回答：
（1）基态Si原子的价层电子排布图为；其2p能级的轨道有个伸展方向，电子云的形状为 ．
（2）Si原子可形成多种氢化物，其中Si2H4中Si原子的价层电子对数目为 ， Si原子的杂化轨道类型为 ．
（3）N和Si形成的原子晶体中，N原子的配位数为 ．
（4）NaN3常作为汽车安全气囊的填充物，其焰色反应为黄色．大多数金属元素有焰色反应的微观原因为；N3﹣中σ键和π键的数之比为 ． B、F与N三种元素同周期，三种基态原子的第一电离能由大到小的顺序为（用元素符号表示）．
（5）NaNO2是一种重要的工业原料，NO2﹣的空间构型为 ．
（6）SiO2的晶胞与金刚石（如图所示）相似，可以看作Si原子替代C原子后，在两个成键的Si原子间插入1个O原子形成．

则：①晶胞中最小的环含有个原子．
②若晶体密度为ρgcm﹣3 ， 阿伏伽德罗常数为NA ， 晶胞中两个最近的Si原子核之间的距离为pm（用代数式表示）．

Answer 1

【答案】
（1）；3；纺锤形
（2）3；sp2
（3）3
（4）电子从较高能级的激发态跃迁到较低的激发态或基态时，以光的形式释放能量；1：1；F＞N＞B
（5）V形
（6）12； ×1010
【解析】解：（1）Si为14号元素，价层电子排布图为 ，2p能级的轨道有3个伸展方向，电子云的形状为纺锤形，所以答案是： ；3；纺锤形；（2）Si2H4中Si原子的价层电子对数目=3且不含孤电子对，其结构和乙烯相似，根据价层电子对互斥理论判断Si原子杂化方式为sp2 ， 所以答案是：3；sp2；（3）N和Si形成的原子晶体化学式为Si3N4 ， 该物质中每个N原子只能形成3个共价键，所以每个N原子配位数是3，所以答案是：3；（4）电子从较高能级的激发态跃迁到较低的激发态或基态时，以光的形式释放能量，所以大多数金属焰色反应时呈现一定颜色；N3﹣与二氧化碳是等电子体，二者结构相同，每个二氧化碳分子中含有两个σ键和两个π键，则N3﹣中σ键和π键的数之比为1：1；同一周期元素，元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，所以这三种元素第一电离能大小顺序是F＞N＞B，
所以答案是：电子从较高能级的激发态跃迁到较低的激发态或基态时，以光的形式释放能量；1：1；F＞N＞B；（5）NO2﹣中N价层电子对个数=2+ =3且含有一个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断亚硝酸根离子空间构型为V形，
所以答案是：V形；（6）①根据图知，每个最小环上含有6个Si原子、6个O原子，所以晶胞中最小的环含有12个原子，所以答案是：12；
②金刚石晶胞中4个C原子在晶胞内部，6个C原子在面心上、8个C原子分别位于8个顶点上，所以该晶胞中C原子个数=4+8× +6× =8，该晶胞体积= cm3 ， 晶胞中两个最近的Si原子核之间的距离为晶胞体对角线长度的 = × × cm= × × cm= cm= ×1010pm，
所以答案是： ×1010 ．