Question

【題目】2018年第26屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)(CGPM)對(duì)國(guó)際單位制進(jìn)行了修改，將阿伏加德常數(shù)變?yōu)榱司�確數(shù)值，用原子來(lái)定義千克。研究者們使用激光測(cè)量“硅球"球體點(diǎn)陣中一個(gè)晶格單位的長(zhǎng)度和硅原子的平均直徑，從而確定一定 質(zhì)量的純硅球體中準(zhǔn)確的原子數(shù)。

(1)基態(tài)硅原子的核外電子排布式是_____________________。基態(tài)的氣態(tài)原子失去一個(gè)電子形成氣態(tài)一價(jià)正離子時(shí)所需能量稱為元素的第一電離能(I1)，元素氣態(tài)一價(jià)正離子失去一個(gè)電子形成氣態(tài)二價(jià)正離子時(shí)所需能量稱為元素的第二電離能(I2)，…… .以此類推。下列電離能比值最大的是_____________

A. B. C. D.

(2)晶體硅具有金剛石型結(jié)構(gòu)，其中硅原子的雜化方式是_______，晶體硅中硅原子與σ鍵的數(shù)目比是___________。

(3)組成為Na2O·Al2O3·2SiO2·nH2O的鋁硅酸鹽是一種常見的分子篩。O、Al、Si 電負(fù)性

由小到大的順序是___________________。

(4)硅與碳是同主族元素，碳原子與碳原子之間可以形成單鍵、雙鍵和三鍵，但硅原子之間卻不容易形成雙鍵和三鍵，原因是________________________。

(5)硅晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，則晶胞中含有___個(gè)硅原子。 硅晶體的密度為ρ gcm—3，硅的摩爾質(zhì)量為 M g·mol-1, 經(jīng)測(cè)定，晶胞邊長(zhǎng)為a pm，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為:NA=__mol—1。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p2 D sp3雜化 1:2 Al＜Si＜O 硅原子半徑較大，形成的σ鍵的鍵長(zhǎng)較長(zhǎng)，難以形成π鍵 8

【解析】

（1）硅是14號(hào)元素，根據(jù)原子核外電子排布規(guī)律可以寫出電子排布式；硅原子最外層有4個(gè)電子，硅的I1、I2、I3、I4相差不多，而I4比I5小很多，則最大；

（2）晶體硅具有金剛石型結(jié)構(gòu)，每個(gè)硅原子連有4個(gè)硅原子，硅原子的配位數(shù)為4，則硅原子的雜化方式是sp3雜化；結(jié)合硅晶體的結(jié)構(gòu)分析硅原子與σ鍵的個(gè)數(shù)比；

（3）非金屬元素的電負(fù)性大于金屬元素，非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大；

（4）因?yàn)楣柙�子半徑比碳原子半徑要大，硅原子之間形成σ鍵后，原子間的距離比較大，p電子云之間進(jìn)行難以進(jìn)行“肩并肩”重疊或重疊程度小，所以難以形成穩(wěn)定的雙鍵及三鍵；

（5）根據(jù)均攤法計(jì)算晶胞中Si原子的個(gè)數(shù)，根據(jù)m=ρV列方程進(jìn)行計(jì)算。

（1）硅是14號(hào)元素，根據(jù)原子核外電子排布規(guī)律可以寫出電子排布式為：1s22s22p63s23p2；硅原子最外層有4個(gè)電子，硅的I1、I2、I3、I4相差不多，而I4比I5小很多，則最大，故答案為：1s22s22p63s23p2；D；

(2)晶體硅具有金剛石型結(jié)構(gòu)，每個(gè)硅原子連有4個(gè)硅原子，硅原子的配位數(shù)為4，則硅原子的雜化方式是sp3雜化；晶體中，每個(gè)Si原子與4個(gè)Si原子形成σ鍵，每一個(gè)共價(jià)鍵中Si的貢獻(xiàn)為一半，則平均1個(gè)Si原子形成2個(gè)σ鍵，則晶體硅中硅原子與σ鍵的個(gè)數(shù)比為1：2，故答案為：sp3雜化；1:2；

（3）非金屬元素的電負(fù)性大于金屬元素，非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大，則O、Al、Si 電負(fù)性由小到大的順序是Al＜Si＜O，故答案為：Al＜Si＜O；

（4）因?yàn)楣柙�子半徑比碳原子半徑要大，硅原子之間形成σ鍵后，原子間的距離比較大，p電子云之間進(jìn)行難以進(jìn)行“肩并肩”重疊或重疊程度小，所以難以形成穩(wěn)定的雙鍵及三鍵，故答案為：硅原子半徑較大，形成的σ鍵的鍵長(zhǎng)較長(zhǎng)，難以形成π鍵；

（5）由圖可知，晶胞中Si原子的個(gè)數(shù)為8×+6×+4×1=8；由質(zhì)量關(guān)系可得：mol×Mg/mol=(a×10—10cm)3×ρ g/cm，解得NA=mol—1，故答案為：8；。