氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，具有优良性能．（1）基态氮原子的电子排布式为，基态硅原子未成对电子数是，碳、氮、硅的电负性由大到小的顺序是．（2）碳热还原法制氮化

Question

氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，具有优良性能．

（1）基态氮原子的电子排布式为___，基态硅原子未成对电子数是___，碳、氮、硅的电负性由大到小的顺序是___．
（2）碳热还原法制氮化硅是在氮气中用碳还SiO₂，写出该反应的化学方程式：___．氮化硅一般不与酸反应，但能与氢氟酸反应，写出氮化硅与过 量氢氟酸反应的化学方程式：___．
（3）三氯化硅烷（SiHCl₃）也可用于制备氮化硅，三氯硅烷分子的空间构型为___，其分子中硅原子的杂化轨道类型为___．
（4）氮化硅与碳化硅、氮化硼等作用可产生结合材料，改善性能．氮化硅、碳化硅的化学性质都很稳定，其原因是___．
（5）碳化硅立方晶系晶胞如图所示，C-Si-C键的夹角是___，其晶体类型是___，若立方晶系的碳化硅密度为ρg•cm^-3，N_A表示阿伏加德罗常数的值，则晶胞的棱长为___．

Answer 1

（1）N原子核外电子数为7，由能量最低原理可知核外电子排布式为1s²2s²2p³，2p能级3个电子分别占据1个轨道，单电子数目为3，同周期自左而右电负性增大，同主族自上而下电负性减小，故电负性N>C>Si，
故答案为：1s²2s²2p³；3；N>C>Si；
（2）碳热还原法制氮化硅是在氮气中用碳还SiO₂，反应生成Si₃N₄、CO，化学方程式为：6C+2N₂+3SiO₂(△.)/()Si₃N₄+6CO，氮化硅一般不与酸反应，但能与氢氟酸反应，反应生成SiF₄与NH₄F，反应方程式为：Si₃N₄+16HF=3SiF₄+4NH₄F，
故答案为：6C+2N₂+3SiO₂(△.)/()Si₃N₄+6CO；Si₃N₄+16HF=3SiF₄+4NH₄F；
（3）三氯化硅烷（SiHCl₃）分子中Si原子形成4个σ键，没有孤对电子，三氯硅烷分子的空间构型为四面体形，杂化轨道数目为4，Si原子采取sp³杂化，
故答案为：四面体形；sp³杂化；
（4）氮化硅、碳化硅晶体中原子之间形成共价键，键能大，键牢固，化学性质稳定，
故答案为：晶体中原子之间形成共价键，键能大，键牢固；
（5）碳化硅立方晶系晶胞中，体内Si原子与周围的4个C原子形成正四面体结构，C-Si-C键的夹角是109°28′；原子之间形成共价键，向空间延伸的立体网状结构，属于原子晶体；
晶胞中Si原子数目为4、C原子数目为8×(1)/(8)+6×(1)/(2)=4，则晶胞质量为(4×(28+12))/(NA)g，化硅密度为ρg•cm^-3，则晶胞棱长=

3	((4×(28+12))/(NA))/(ρg•cm-3)

=

3	(160)/(ρNA)

cm，
故答案为：109°28′；原子晶体；

3	(160)/(ρNA)

．