Question

硅是重要的半導體材料，構成了現代電子工業的基礎．
（1）基態Si原子中，電子占據的最高能層符號為

 

．
（2）硅也有系列氫化物-----硅烷，SiH₄分子中H原子的1s軌道與Si原子的

 

軌道重疊形成Si-H σ鍵．
（3）硅烷（Si_nH_2n+2）的沸點與其相對分子質量的變化關系如圖1所示，這種變化關系原因是

 

．

（4）科學家們在高溫高壓下將CO₂制成與SiO₂結構類似的新型CO₂晶體．這種新型CO₂晶體與SiO₂相比，熔點更高的是

 

；原因是

 

 

．
（5）在硅酸鹽中，SiO₄^-4四面體[如圖2]通過共用頂角氧離子可形成多種結構型式．圖3為一種無限長單鏈結構的多硅酸根X；X中Si與O的原子數之比為

 

，化學式為

 

．

Answer 1

考點：原子核外電子排布,晶胞的計算,不同晶體的結構微粒及微粒間作用力的區別

專題：

分析：（1）硅原子核外有14個電子，其基態原子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p² ，對應能層分別別為K、L、M，其中能量最高的是最外層M層；
（2）1s軌道與Si原子形成sp³雜化軌道；
（3）硅烷是分子晶體，結構相似，相對分子質量越大，分子間的范德華力越大，沸點越高；
（4）碳原子半徑小，C-O鍵鍵長短，鍵能大，溶沸點更高；
（5）硅酸鹽中的硅酸根（SiO₄^4-）為正四面體結構，所以中心原子Si原子采取了sp³雜化方式；根據圖（b）的一個結構單元中含有1個硅、3個氧原子，化學式為SiO₃^2-；

解答： 解：（1）硅原子核外有14個電子，其基態原子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p² ，對應能層分別別為K、L、M，其中能量最高的是最外層M層；故答案為：M；
（2）1s軌道與Si原子形成sp³雜化軌道，故答案為：sp³雜化；
（3）硅烷是分子晶體，結構相似，相對分子質量越大，分子間的范德華力越大，沸點越高，
故答案為：硅烷是分子晶體，相對分子質量越大，沸點越高；
（4）碳原子半徑小于硅的原子半徑，C-O鍵鍵長比Si-O鍵鍵長短，鍵長越短鍵能越大，溶沸點更高，
故答案為：新型CO₂晶體；二者都是原子晶體，碳原子半徑小，C-O鍵鍵長短，鍵能大，溶沸點更高；
（5）硅酸鹽中的硅酸根（SiO₄^4-）為正四面體結構，所以中心原子Si原子采取了sp³雜化方式；
根據圖（b）的一個結構單元中含有1個硅、3個氧原子，化學式為SiO₃^2-；故答案為：1：3；SiO₃^2-．

點評：本題主要考查了基態原子的核外電子排布、晶體結構、雜化軌道、化學鍵等知識，難度中等．