Question

【題目】超分子化學已逐漸擴展到化學的各個分支，還擴展到生命科學和物理學等領(lǐng)域。由Mo將2個C60分子、2個p－甲酸丁酯吡啶及2個CO分子利用配位鍵自組裝的超分子結(jié)構(gòu)如圖所示。

(1)Mo處于第五周期第VIB族，核外電子排布與Cr相似，它的基態(tài)價電子排布式是___________；核外未成對電子數(shù)是___________個。

(2)該超分子中存在的化學鍵類型有___________。

A σ鍵 B π鍵 C 離子鍵 D 氫鍵

(3)該超分子中配體CO提供孤電子對的原子是___________(填元素符號)，p－甲酸丁酯吡啶配體中C原子的雜化方式有___________。

(4)從電負性角度解釋CF3COOH的酸性強于CH3COOH的原因___________。

(5)C60與金剛石互為同素異形體，從結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系解釋C60的熔點遠低于金剛石的原因是___________。

(6)已知：某晶胞中各原子的相對位置可用如圖所示的原子坐標表示，其中所有頂點原子坐標均為(0，0，0)。

鉬(Mo)的一種立方晶系的晶體結(jié)構(gòu)中，每個晶胞有2個Mo原子，其中Mo原子坐標是(0，0，0)及(1/2，1/2，1/2)。根據(jù)以上信息，推斷該晶體的原子堆積方式是___________。已知該晶體的密度是ρg·cm－3，Mo的摩爾質(zhì)量是M g·mol－1，阿伏加德羅常數(shù)是NA，晶體中距離最近的Mo原子核之間的距離為___________pm。

Answer 1

【答案】4d55s1 6 AB C sp2和sp3 F的電負性強于H，對電子的吸引能力強，使共用電子對偏向F，使氧氫鍵較易斷裂，因此酸性強于CH3COOH C60是分子晶體，金剛石是原子晶體，原子晶體熔化時破壞的共價鍵所需的能量遠高于分子晶體熔化時破壞的分子間作用力 體心立方堆積

【解析】

（1）Cr的基態(tài)價電子分布為3d54s1，而Mo與Cr同主族，但比Cr多了一周期，因而基態(tài)價電子分布為4d55s1，用軌道電子排布表示為，因而核外未成對的電子為6個。

（2）觀察該超分子結(jié)構(gòu)有雙鍵，說明有σ鍵和π鍵，分子中不存在離子鍵，根據(jù)信息Mo形成配位鍵，因而答案選AB。

（3）CO做配體時是C做配位原子，氧把孤對電子給了碳，碳變成富電子中心，有提供電子對形成配位鍵的能力，p－甲酸丁酯吡啶中碳原子有形成雙鍵，說明其雜化方式為sp2，在丁基中C原子形成四個單鍵為sp3雜化。

（4）F的電負性強于H，對電子的吸引能力強，使共用電子對偏向F，使氧氫鍵較易斷裂，因此CF3COOH酸性強于CH3COOH。

（5）根據(jù)不同晶體類型的性質(zhì)不同來解釋：C60是分子晶體，金剛石是原子晶體，原子晶體熔化時破壞的共價鍵所需的能量遠高于分子晶體熔化時破壞的分子間作用力。

（6）Mo的一種立方晶系的晶體結(jié)構(gòu)中，以(0，0，0)Mo原子為中心，那么與之最近的Mo原子有8個，分別是(1/2，1/2，1/2)，(-1/2，1/2，1/2)，(1/2，-1/2，1/2)等等，因而為體心立方堆積，先計算出立方的邊長，因而每個晶胞中含有2個Mo原子，晶胞體積V=m3，所以立方邊長a==m，最近的兩個原子坐標為(0，0，0)和(1/2，1/2，1/2)，可知該立方邊長為1，用距離公式算出兩原子相距，根據(jù)比例關(guān)系，原子最近真實距離等于××1010pm。