Question

1．（1）氫氣作為一種清潔能源，必須解決它的儲存問題，C₆₀可用作儲氫材料．已知 金剛石中的C-C的鍵長為154.45pm，C₆₀中C一C鍵長為145〜140pm，有同學(xué)據(jù)此認為C₆₀的熔點高于金剛石，你認為此說法是否正確不正確，C₆₀是分子晶體，熔化時破壞的是分子間作用力，無需破壞共價鍵，而分子間作用力較弱，所以能量較低，所以C₆₀熔點低于金剛石 （填“正確”或“不正確”），并闡述理由．
（2）科學(xué)家把C₆₀和鉀摻雜在一起制造了一種富勒烯化合物，其晶胞如圖所示，該物質(zhì)在低溫時是一種超導(dǎo)體．寫出基態(tài)鉀原子的價電子排布式4s¹，該物質(zhì)中K原子和C₆₀分子的個數(shù)比為3：1．
（3）繼C₆₀后，科學(xué)家又合成了Si₆₀、N₆₀，C、Si、N原子．電負性由大到小的順序是N＞C＞Si，NCl₃分子的價層電子對互斥理論模型為正四面體．Si₆₀分子中每個硅原子只跟相鄰的3個硅原子形成共價鍵，且每個硅原子最外層都滿足 8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則分子中π鍵的數(shù)目為30．

Answer 1

分析 （1）物質(zhì)的熔點與晶體類型有關(guān)，原子晶體的熔點大于分子晶體；
（2）K是19號元素，其原子核外有19個電子，4s電子為其價電子，且4s能級上只有一個電子；根據(jù)均攤法計算該晶胞中K原子和C₆₀個數(shù)，從而確定化學(xué)式；
（3）同一周期元素，元素電負性隨著原子序數(shù)增大而增大，同一主族元素其電負性隨著原子序數(shù)增大而減弱；
NCl₃分子中N原子價層電子對個數(shù)是4且含有一個孤電子對，據(jù)此判斷該分子VSEPR模型；
Si₆₀分子中每個硅原子只跟相鄰的3個硅原子形成共價鍵，且每個硅原子最外層都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以每個硅原子和其中兩個硅原子形成共價單鍵，和另外的一個硅原子形成共價雙鍵，據(jù)此計算分子中π鍵的數(shù)目．

解答 解：（1）原子晶體的熔點大于分子晶體，金剛石是原子晶體，C₆₀是分子晶體，C₆₀是分子晶體，熔化時破壞的是分子間作用力，無需破壞共價鍵，而分子間作用力較弱，所以能量較低，所以C₆₀熔點低于金剛石，故答案為：不正確，因為金剛石是原子晶體，而C₆₀是分子晶體；
（2）K是19號元素，其原子核外有19個電子，4s電子為其價電子，且4s能級上只有一個電子，所以其價電子排布式為4s¹；
該晶胞中K原子個數(shù)=12×$\frac{1}{2}$=6，C₆₀個數(shù)=1+8×$\frac{1}{8}$=2，所以K原子和C₆₀個數(shù)之比=6：2=3：1，
故答案為：4s¹；3：1；
（3）同一周期元素，元素電負性隨著原子序數(shù)增大而增大，同一主族元素其電負性隨著原子序數(shù)增大而減弱，所以電負性大小順序是N＞C＞Si；
NCl₃分子中N原子價層電子對個數(shù)是4且含有一個孤電子對，據(jù)此判斷該分子VSEPR模型為正四面體；
Si₆₀分子中每個硅原子只跟相鄰的3個硅原子形成共價鍵，且每個硅原子最外層都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以每個硅原子和其中兩個硅原子形成共價單鍵，和另外的一個硅原子形成共價雙鍵，所以平均每個Si₆₀形成π鍵數(shù)目為：60×$\frac{1}{2}$=30，
故答案為：N＞C＞Si；正四面體；30．

點評 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，為高頻考點，涉及晶胞計算、電負性大小比較、原子核外電子排布、分子空間構(gòu)型判斷等知識點，側(cè)重考查學(xué)生分析判斷、空間想象、計算能力，難點是晶胞計算．