1.硅是一种重要的非金属单质,硅及其化合物的用途非常广泛。根据所学知识回答硅及其化合物的相关问题。
(1)基态硅原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2。
(2)晶体硅的微观结构与金刚石相似,晶体硅中Si-Si键之间的夹角大小约为109.5°。
(3)二氧化硅晶体的熔点比干冰高很多的原因是要使二氧化硅晶体熔化需要克服较强的共价键,而干冰熔化克服的是微弱的分子间作用力。
2.晶体硅(Si)和金刚砂(SiC)都是与金刚石相似的原子晶体。其结构与性质比较如下表所示:
晶体 键能/kJ·mol-1 键长/pm 熔点/℃ 摩氏硬度 金刚石 (C-C)347 154 3350 10 金刚砂 (C-Si)301 184 2600 9 晶体硅 (Si-Si)226 234 1415 7 请根据上表中的数据,分析其熔点、硬度的大小与其结构之间的关系。
答案 键长越短,键能越大,熔点越高,硬度越大;反之,键长越长,键能越小,熔点越低,硬度越小。
[归纳总结]
1.由于原子晶体中原子间以较强的共价键相结合,故原子晶体:(1)熔、沸点很高,(2)硬度大,(3)一般不导电,(4)难溶于溶剂。
2.原子晶体中共价键键能越大,熔、沸点越高,硬度越大。而键能又与键长有关,键长可由成键原子半径的相对大小得出。一般来说,成键原子的半径之和越大,键长越长,键能越小。
[活学活用]
3.根据下列性质判断,属于原子晶体的物质是( )
A.熔点2700℃,导电性好,延展性强
B.无色晶体,熔点3550℃,不导电,质硬,难溶于水和有机溶剂
C.无色晶体,能溶于水,质硬而脆,熔点为800℃,熔化时能导电
D.熔点-56.6℃,微溶于水,硬度小,固态或液态时不导电
答案 B
解析 本题考查的是各类晶体的物理性质特征。A项中延展性好,不是原子晶体的特征,因为原子晶体中原子与原子之间以共价键结合,而共价键有一定的方向性,使原子晶体质硬而脆,A项不正确;B项符合原子晶体的特征;C项符合离子晶体的特征;D项不符合原子晶体的特征。所以应该选择B项。
4.氮化碳晶体是新发现的高硬度材料,该晶体类型应该是______晶体。试根据物质