Question

（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　　　　。

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　　　　。

（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　　　　，微粒间存在的作用力是　　　　。

（3）氧化物MO的电子总数与SiC的相等，则M为　　　　（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　　　　。

（4）C、Si为同一主族的元素，CO₂和SiO₂化学式相似，但结构和性质有很大不同。CO₂中C与O原子间形成键和键，SiO₂中Si与O原子间不形成上述健。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键　　　　。

Answer

（1）1s22s22p63s23p2 O＞C＞Si (2) sp3 共价键 （3）Mg Mg2+半径比Ca2+小，MgO晶格能大 （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) 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，形成较稳定的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。

(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，

因此，本题正确答案是：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，

因此，本题正确答案是：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；

因此，本题正确答案是：Mg；Mg2+半径比Ca2+小，MgO晶格能大；

(4) π键是由p-p轨道肩并肩重叠形成的，且π键的强弱与重叠程度成正比。Si原子的原子半径较大， Si、O原子间距离较大， p-p轨道肩并肩重叠程度较小，不能形成稳定的π键。

因此，本题正确答案是：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。