Question

【題目】硅及其化合物在材料領域中應用廣泛。回答下列問題：

（1）硅單質有晶體硅和無定形硅兩種，區(qū)別晶體硅和無定形硅的科學方法是___________

（2）基態(tài)硅的價電子排布式為_________，其核外電子的運動狀態(tài)有_____種。

（3）CCl4和SiCl4常溫下均呈液態(tài)，SiCl4熔沸點較高的原因為________CCl4不水解，但SiCl4遇水即強烈水解，則SiCl4水解的化學方程式為__________。

（4）SiF4的熱穩(wěn)定性比SiCl4強的原因是 ____。

（5）碳化硅(SiC)的結構與金剛石類似，碳化硅的硬度僅次于金剛石，其晶胞結構如圖所示。則Si原子的配位數(shù)為_______，若晶體的密度為ρg/cm3，阿伏伽德羅常數(shù)為NA，則距離最近的Si原子與C原子之間的距離為_______________cm。(用ρ和NA的式子表示)

Answer 1

【答案】X—射線衍射實驗 3s23p2 14 CCl4和SiCl4均為分子晶體，SiCl4相對分子質量大，范德華力大，熔沸點高 SiCl4 + 3H2O = H2SiO3 + 4HCl F原子半徑小與Cl原子，故SiF4鍵能大于SiCl4 4

【解析】

（1）區(qū)別晶體硅和無定形硅的科學方法是X—射線衍射實驗；

（2）硅為14號元素，其基態(tài)硅原子的價電子排布式為3s23p2 ；原子核外有多少個電子就有多少種運動狀態(tài)；

（3）根據(jù)分子晶體熔沸點的比較進行解答；根據(jù)SiCl4遇水強烈水解寫出反應方程式；

（4）根據(jù)原子半徑越小，鍵長越短，則鍵能越大，則分子越穩(wěn)定進行分析；

（5）每個Si原子周圍距離相等且最近的C原子的個數(shù)即是Si原子的配位數(shù)；先計算晶胞的質量，再計算晶胞的邊長，再根據(jù)距離最近的Si原子與C原子之間的距離為體對角線的，計算最近距離。

（1）硅單質有晶體硅和無定形硅兩種，區(qū)別晶體硅和無定形硅的科學方法是X—射線衍射實驗；

故答案為：X—射線衍射實驗；

（2）硅為14號元素，其基態(tài)硅的價電子排布式為3s23p2 ；其核外電子的運動狀態(tài)有14種；

故答案為：3s23p2 ；14；

（3）CCl4和SiCl4常溫下均呈液態(tài)，SiCl4熔沸點較高的原因為CCl4和SiCl4均為分子晶體，SiCl4相對分子質量大，范德華力大，熔沸點高；SiCl4遇水強烈水解，則SiCl4水解的化學方程式為SiCl4 + 3H2O == H2SiO3 + 4HCl；

故答案為：CCl4和SiCl4均為分子晶體，SiCl4相對分子質量大，范德華力大，熔沸點高；SiCl4 + 3H2O == H2SiO3 + 4HCl；

（4）SiF4的熱穩(wěn)定性比SiCl4強是因為F原子半徑比Cl原子半徑小，SiF4鍵能比SiCl4的鍵能大，則SiF4的熱穩(wěn)定性比SiCl4強；

故答案為：F原子半徑比Cl原子半徑小，SiF4鍵能比SiCl4的鍵能大，則SiF4的熱穩(wěn)定性比SiCl4強；

（5）根據(jù)晶胞結構圖可知每個Si原子周圍有4個C原子，則Si原子的配位數(shù)為4；晶體的密度為ρg/cm3，阿伏伽德羅常數(shù)為NA，每個晶胞中有4個Si原子，4個C原子，則晶胞的質量為，則晶胞的邊長為，距離最近的Si原子與C原子之間的距離為體對角線的，則距離最近的Si原子與C原子之間的距離為cm；

故答案為：4；。