Question

【題目】N和Si是合成新型非金屬材料的兩種重要元素．請回答：
（1）基態Si原子的價層電子排布圖為；其2p能級的軌道有個伸展方向，電子云的形狀為 ．
（2）Si原子可形成多種氫化物，其中Si2H4中Si原子的價層電子對數目為 ， Si原子的雜化軌道類型為 ．
（3）N和Si形成的原子晶體中，N原子的配位數為 ．
（4）NaN3常作為汽車安全氣囊的填充物，其焰色反應為黃色．大多數金屬元素有焰色反應的微觀原因為；N3﹣中σ鍵和π鍵的數之比為 ． B、F與N三種元素同周期，三種基態原子的第一電離能由大到小的順序為（用元素符號表示）．
（5）NaNO2是一種重要的工業原料，NO2﹣的空間構型為 ．
（6）SiO2的晶胞與金剛石（如圖所示）相似，可以看作Si原子替代C原子后，在兩個成鍵的Si原子間插入1個O原子形成．

則：①晶胞中最小的環含有個原子．
②若晶體密度為ρgcm﹣3 ， 阿伏伽德羅常數為NA ， 晶胞中兩個最近的Si原子核之間的距離為pm（用代數式表示）．

Answer 1

【答案】
（1）；3；紡錘形
（2）3；sp2
（3）3
（4）電子從較高能級的激發態躍遷到較低的激發態或基態時，以光的形式釋放能量；1：1；F＞N＞B
（5）V形
（6）12； ×1010
【解析】解：（1）Si為14號元素，價層電子排布圖為 ，2p能級的軌道有3個伸展方向，電子云的形狀為紡錘形，所以答案是： ；3；紡錘形；（2）Si2H4中Si原子的價層電子對數目=3且不含孤電子對，其結構和乙烯相似，根據價層電子對互斥理論判斷Si原子雜化方式為sp2 ， 所以答案是：3；sp2；（3）N和Si形成的原子晶體化學式為Si3N4 ， 該物質中每個N原子只能形成3個共價鍵，所以每個N原子配位數是3，所以答案是：3；（4）電子從較高能級的激發態躍遷到較低的激發態或基態時，以光的形式釋放能量，所以大多數金屬焰色反應時呈現一定顏色；N3﹣與二氧化碳是等電子體，二者結構相同，每個二氧化碳分子中含有兩個σ鍵和兩個π鍵，則N3﹣中σ鍵和π鍵的數之比為1：1；同一周期元素，元素第一電離能隨著原子序數增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，所以這三種元素第一電離能大小順序是F＞N＞B，
所以答案是：電子從較高能級的激發態躍遷到較低的激發態或基態時，以光的形式釋放能量；1：1；F＞N＞B；（5）NO2﹣中N價層電子對個數=2+ =3且含有一個孤電子對，根據價層電子對互斥理論判斷亞硝酸根離子空間構型為V形，
所以答案是：V形；（6）①根據圖知，每個最小環上含有6個Si原子、6個O原子，所以晶胞中最小的環含有12個原子，所以答案是：12；
②金剛石晶胞中4個C原子在晶胞內部，6個C原子在面心上、8個C原子分別位于8個頂點上，所以該晶胞中C原子個數=4+8× +6× =8，該晶胞體積= cm3 ， 晶胞中兩個最近的Si原子核之間的距離為晶胞體對角線長度的 = × × cm= × × cm= cm= ×1010pm，
所以答案是： ×1010 ．