Question

二氧化硅晶體是立體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)．其晶體模型如圖所示．認(rèn)真觀察晶體模型并回答下列問題：
（1）二氧化硅晶體中最小的環(huán)為

 

元環(huán)．
（2）每個硅原子為

 

個最小環(huán)共有．
（3）每個最小環(huán)平均擁有

 

個氧原子．

Answer 1

考點：金剛石、二氧化硅等原子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系

專題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）可根據(jù)硅晶體中Si-Si之間插入O原子形成SiO₂分析；
（2）硅原子周圍有四個共價鍵與硅原子相連，其中任意兩個共價鍵向外都可以連有兩個最小的環(huán)；
（3）根據(jù)金剛石最小的環(huán)為六元環(huán)判斷二氧化硅的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，Si、O原子形成的最小環(huán)上應(yīng)有6個Si原子，每2個Si原子之間有1個O原子判斷O原子的數(shù)目．

解答： 解：（1）金剛石晶體中，最小的環(huán)為六元環(huán)，也即由6個C原子構(gòu)成，則晶體硅的六元環(huán)也是六個Si原子．當(dāng)各Si-Si鍵上插入一個O原子，則共插入六個O原子，故最小的環(huán)上共有十二個原子即為十二元環(huán)；
故答案為：12；
（2）晶體硅的結(jié)構(gòu)和金剛石相似，硅原子周圍有四個共價鍵與其相連，其中任意兩個共價鍵向外都可以連有兩個最小的環(huán)，如果把Si-O-Si鍵作為一個整體的話，可作如圖所示，所以一個硅原子共用的最小環(huán)有

C

2 4

×2=12種；
故答案為：12；
（3）由于每個硅原子被12個環(huán)共有，因此每個環(huán)只占有該硅原子的

1

12

，因為每個最小環(huán)上有6個硅原子，所以每個最小環(huán)平均擁有的硅原子數(shù)為6×

1

12

=0.5個．又因為SiO₂晶體是由硅原子和氧原子按1：2的比例所組成，因此每個最小環(huán)平均擁有的氧原子的數(shù)目為0.5×2=1個．
故答案為：1．

點評：本題主要是考查學(xué)生對二氧化硅晶體結(jié)構(gòu)的熟悉了解程度，意在調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性，有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力和空間的想象能力．