Question

10．如图是C₆₀的分子模型、金刚石和干冰的晶体模型．请回答下列问题：

（1）硅与碳同主族，写出基态硅原子的价电子排布图．
（2）上述三种物质的熔点由高到低的顺序是金刚石＞C₆₀＞干冰，理由是金刚石属于原子晶体熔点最高，C₆₀和干冰属于分子晶体，C₆₀的相对分子质量大，范德华力强，熔点高．
（3）二氧化硅结构跟金刚石结构相似，即二氧化硅的结构相当于在硅晶体结构中每个硅与硅的化学键之间插入一个O原子．观察图乙中金刚石的结构，分析二氧化硅的空间网状结构中，Si、O原子形成的最小环上O原子的数目是6，1mol二氧化硅晶体中Si-O键的数目为4N_A．
（4）如图丙是干冰的晶胞模型，1个CO₂分子周围距离最近的CO₂分子有12个．

Answer 1

分析 （1）Si原子核外有14个电子，3s、3p电子为其价电子，根据构造原理书写其价电子排布图；       
（2）原子晶体熔沸点最高，分子晶体熔沸点与分子间作用力成正比，分子间作用力与其相对分子质量成正比；
（3）二氧化硅的结构相当于在硅晶体结构中每个硅与硅的化学键之间插入一个O原子，硅晶体中每个最小环上是6个Si原子，据此计算O原子个数；二氧化硅晶体中，每个Si原子形成Si-O键个数是4，据此计算1mol二氧化硅中Si-O键个数；
 （4）1个CO₂分子周围距离最近的CO₂分子个数=3×8×$\frac{1}{2}$．

解答 解：（1）Si原子核外有14个电子，3s、3p电子为其价电子，根据构造原理书写其价电子排布图，
故答案为：；          
（2）金刚石属于原子晶体熔点最高，C₆₀和干冰属于分子晶体，C₆₀的相对分子质量大，范德华力强，熔点高，所以晶体熔沸点高低顺序是金刚石＞C₆₀＞干冰，
故答案为：金刚石＞C₆₀＞干冰；金刚石属于原子晶体熔点最高，C₆₀和干冰属于分子晶体，C₆₀的相对分子质量大，范德华力强，熔点高；
（3）二氧化硅的结构相当于在硅晶体结构中每个硅与硅的化学键之间插入一个O原子，硅晶体中每个最小环上是6个Si原子，所以Si、O原子形成的最小环上O原子的数目是6；二氧化硅晶体中，每个Si原子形成Si-O键个数是4，所以1mol二氧化硅中Si-O键个数为4N_A，
故答案为：6；4N_A；
（4）1个CO₂分子周围距离最近的CO₂分子个数=3×8×$\frac{1}{2}$=12，故答案为：12．

点评 本题考查晶胞计算、晶体熔沸点高低判断、原子核外电子排布等知识点，这些都是高频考点，侧重考查空间想象能力和计算能力，难点是配位数的计算方法，熟记金刚石、硅、二氧化硅晶体中最小环上原子个数，为易错点．