氮化硅是一种新型无机非金属材料，主要有α-氮化硅和β-氮化硅两种晶型，它们都是由[SiN4]正四面体共用顶角原子构成的三维空间网络结构，β-氮化硅的结构如图所示：用甘氨酸（H2NCH2COOH）

Question

氮化硅是一种新型无机非金属材料，主要有α-氮化硅和β-氮化硅两种晶型，它们都是由[SiN₄]正四面体共用顶角原子构成的三维空间网络结构，β-氮化硅的结构如图所示：
用甘氨酸（H₂NCH₂COOH）或尿素[CO（NH₂）₂]作为燃料，硝酸铵（NH₄NO₃）为氧化剂，原硅酸为硅源，蔗糖为碳源，进行反应制备氮化硅．回答下列问题：

（1）1mol甘氨酸分子中含有σ键的数目为___，组成该物质的各元素第一电离能由小到大的顺序为___．
（2）尿素分子中碳的杂化方式为___，尿素作配体时能作为配位原子的是___．
（3）NH₄NO₃中阴离子的空间构型为___，由第1、2周期元素能成的与该阴离子互为等电子体的离子是___．
（4）原硅酸的结构为，若去掉氢原子后的剩余部分即Si₄^4-（原硅酸根）为硅氧四面体结构，顶角上的4个氧原子称作“角氧”．3个硅氧四面体彼此用3个角氧相连后，形成离子的化学式为___．n个硅氧四面体彼此用4个角氧连接后形成的物质的化学式是___．
（5）β-氮化硅晶体类型为___，判断的理由是___．

Answer 1

（1）甘氨酸分子结构简式为H₂NCH₂COOH，所以每个分子中含有9个σ键，所以1mol甘氨酸中含有9N_Aσ键；同一周期元素，元素的第一电离能随着原子序数增大而增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，C、N、O元素处于同一周期且原子序数逐渐增大，N处于第VA族，所以第一电离能N>O>C，又H最外层只有1个电子，所以第一电离能最小，故答案为：9N_A；H（2）尿素分子的结构简式为：，所以尿素分子中碳原子的杂化方式为sp²杂化，因为配体中配位原子提供孤对电子，所以尿素作配体时能作为配位原子的是O、N，故答案为：sp²；O、N；
（3）NH₄NO₃中阴离子为硝酸根离子，其中价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3，且不含孤电子对，所以硝酸根离子为平面三角形；根据等电子体概念可知，原子数和价电子数都相等的微粒互为等电子体，NO₃^-离子中有四个原子，价电子数为24，所以与NO₃^-离子互为等电子体的一种离子为CO₃^2-等，故答案为：平面三角形，CO₃^2-；
（4）1个硅氧四面体为SiO₄^4-，则3个硅氧四面体彼此用3个角氧相连，即形成的Si₃O₉^6-离子；n个硅氧四面体彼此用四个角氧连接后形成空间网状结构的晶体，是通过Si-O共价键结合形成是二氧化硅，故答案为：Si₃O₉^6-；SiO₂．
（5）由氮化硅的结构为硅和氮以共价键结合的空间网状结构，得出属于原子晶体，
故答案为：原子晶体；硅和氮以共价键结合的空间网状结构；