Question

下面是C₆₀、金剛石和二氧化碳的分子模型。

請回答下列問題：
（1）硅與碳同主族，寫出硅原子基態時的核外電子排布式：_________________
（2）從晶體類型來看，C₆₀屬于_________晶體。
（3）二氧化硅結構跟金剛石結構相似，即二氧化硅的結構相當于在硅晶體結構中每個硅與硅的化學鍵之間插入一個O原子。觀察圖乙中金剛石的結構，分析二氧化硅的空間網狀結構中，Si、O原子形成的最小環上O原子的數目是__________________________；晶體硅中硅原子與共價鍵的個數比為            
（4）圖丙是二氧化碳的晶胞模型，圖中顯示出的二氧化碳分子數為14個。實際上一個二氧化碳晶胞中含有________個二氧化碳分子，二氧化碳分子中鍵與鍵的個數比為                。
（5）有機化合物中碳原子的成鍵方式有多種，這也是有機化合物種類繁多的原因之一。丙烷分子中2號碳原子的雜化方式是_______，丙烯分子中2號碳原子的雜化方式是_______，丙烯分子中最多有      個原子共平面。

Answer 1

（1）1s²2s²2p⁶3s²3p² （2）分子 （3）6  ；1:2 （4）4  ；1:1（5）sp³   ；sp²   ；7

試題分析：（1）硅的原子數序為14，基態時的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p²；（2）由題給結構模型知，C₆₀有固定的組成，不屬于空間網狀結構，為分子晶體；（3）由題給結構模型知，金剛石中的最小環為六元環，二氧化硅結構跟金剛石結構相似，Si、O原子形成的最小環上應有6個Si原子，硅晶體結構中每個硅與硅的化學鍵之間插入一個O原子，則Si、O原子形成的最小環上O原子的數目是6，二氧化硅晶體中，每個Si原子與4個O原子形成共價鍵，每一個共價鍵中Si的貢獻為一半，則平均1個Si原子形成2個共價鍵，所以晶體硅中硅原子與共價鍵的個數比為1：2；（4）二氧化碳的晶胞中，二氧化碳分子位于晶胞的頂點和面心位置，則晶胞中含有二氧化碳的分子數為8×1/8+6×1/2=4，二氧化碳的分子結構為O=C=C，每個分子中含有2個σ鍵和2個π鍵，所以σ鍵與π鍵的個數比為1：1；（5）根據丙烷和丙烯的結構分析，丙烷分子中2號碳原子形成4個σ鍵，所以雜化方式是sp³，丙烯分子中2號碳原子碳原子形成3個σ鍵，所以雜化方式是sp²，丙烯中含有乙烯的結構特點，和雙鍵共平面的原子共有6個原子，甲基中含C-H鍵，原子圍繞著σ鍵旋轉，則最多有1個原子和其它6個原子共平面，即丙烯分子中最多有7個原子共平面。