C和Si是同一族元素,为什么CO2形成分子晶体,而SiO2却是原子晶体?
由于C原子半径较小,当与O原子结合时pπ-pπ键重叠较好,键能大,C=O双键的键能是C-O单键的键能的两倍多,所以CO2能形成稳定的直线形分子O=C=O,在固态时即形成分子晶体。而Si的原子半径比C原子大得多,也比O原子的半径大得多,所以,当与O原子结合时pπ-pπ键重叠不够大,导致Si=O双键的键能不够大,只是Si-O单键键能的一倍多,因此Si=O双键不够稳定,容易打开,SiO2一个双键打开后形成两个Si-O单键,从能量上看是更有利的。再者由于Si中3p与3d的能量相近,在Si和O之间还可以形成dπ-pπ键,从而增大了Si-O单键的键能,键长将缩短,Si-O单键的键能比C-O单键的键能大得多。所以在固体SiO2中,每个Si原子都与四个O原子以共价单键相结合,每个O原子都与两个Si原子以共价单键相结合,形成一个巨大的分子SiO2原子晶体。
举一反三
内容
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SiO2为原子晶体,而固态CO2则为分子晶体。( ) A: 对 B: 错
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因为Si、C同属于ⅣA族元素,所以CO2,SiO2晶体类型相同()。
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C和Si同为ⅣA族元素,为什么SiO2在常温下是固体且熔点很高,而CO2在常温下却是气体?
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将金刚石晶体中的C原子换作Si,所得即为Si晶体,Si晶体中,相邻原子间以__________键结合,Si晶体是__________晶体,其熔点比金刚石__________,硬度比金刚石____________。在每个Si-Si键之间插入1个O原子,所得即为SiO2晶体,SiO2晶体中,每个Si原子连接着__________个O原子,其空间几何构型为____________,每个O原子连接__________个Si原子,SiO2晶体是____________晶体,该晶体__________(“存在”或“不存在”)分子,每个最小SiO原子环上有__________个原子。
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小分子有分子晶体、原子晶体和离子晶体,而高分子仅有分子晶体。