Номер 425, страница 65 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

425. Укажите число соседних атомов, с которыми связан каждый атом кремния в кристаллической решётке.

Решение

Кремний ($Si$) — химический элемент 14-й группы периодической таблицы, имеющий 4 валентных электрона на внешней электронной оболочке. В твёрдом состоянии кремний образует кристаллическую решётку атомного типа, по своей структуре аналогичную кристаллической решётке алмаза.

В этой структуре каждый атом кремния стремится к достижению стабильной электронной конфигурации с восемью электронами (октет) на внешней оболочке. Для этого он образует четыре прочные ковалентные связи с четырьмя другими атомами кремния.

Образование четырёх связей возможно благодаря явлению $sp^3$-гибридизации. Одна $s$-орбиталь и три $p$-орбитали внешнего энергетического уровня атома кремния смешиваются, образуя четыре одинаковые по форме и энергии гибридные $sp^3$-орбитали. Эти орбитали пространственно ориентированы к вершинам правильного тетраэдра, и угол между ними составляет приблизительно $109,5^\circ$. Каждая из этих орбиталей содержит один неспаренный электрон и перекрывается с аналогичной орбиталью соседнего атома, формируя ковалентную связь.

Таким образом, каждый атом кремния в его кристаллической решётке тетраэдрически связан с четырьмя ближайшими соседними атомами. Число ближайших атомов-соседей, с которыми связан данный атом, называется его координационным числом. Следовательно, для кремния координационное число равно 4.

Ответ: 4.