Question

 [化學(xué)﹣選修物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]

納米技術(shù)制成的金屬燃料、非金屬固體燃料、氫氣等已應(yīng)用到社會(huì)生活和高科技領(lǐng)域．

單位質(zhì)量的A和B單質(zhì)燃燒時(shí)均放出大量熱，可用作燃料．已知A和B為短周期元素，其原子的第一至第四電離能如下表所示：

電離能（kJ/mol）	I1	I2	I3	I4
A	932	1821	15390	21771
B	738	1451	7733	10540

（1）某同學(xué)根據(jù)上述信息，推斷B的核外電子排布如右圖所示，

該同學(xué)所畫(huà)的電子排布圖違背了　　．

（2）根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論，預(yù)測(cè)A和氯元素形成的簡(jiǎn)單分子空間構(gòu)型為　直　．

（3）氫氣作為一種清潔能源，必須解決它的儲(chǔ)存問(wèn)題，C₆₀可用作儲(chǔ)氫材料．已知金剛石中的C﹣C的鍵長(zhǎng)為154.45pm，C₆₀中C﹣C鍵長(zhǎng)為145～140pm，有同學(xué)據(jù)此認(rèn)為C₆₀的熔點(diǎn)高于金剛石，你認(rèn)為是否正確　　，并闡述理由　　．

（4）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(shí)是一種超導(dǎo)體．寫(xiě)出基態(tài)鉀原子的電子排布式　　，該物質(zhì)的K原子和C₆₀分子的個(gè)數(shù)比為　　．

（5）繼C₆₀后，科學(xué)家又合成了Si₆₀、N₆₀，C、Si、N原子電負(fù)性由大到小的順序是　N　．Si₆₀分子中每個(gè)硅原子只跟相鄰的3個(gè)硅原子形成共價(jià)鍵，且每個(gè)硅原子最外層都滿(mǎn)足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則Si₆₀分子中π鍵的數(shù)目為　　．

Answer 1

考點(diǎn)：

元素電離能、電負(fù)性的含義及應(yīng)用；原子核外電子排布；共價(jià)鍵的形成及共價(jià)鍵的主要類(lèi)型；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(zhuān)題：

壓軸題；化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)．

分析：

（1）根據(jù)A、B兩原子的第二、三電離能之間都有1個(gè)突躍，它們都是短周期元素推知元素A和元素B；根據(jù)核外電子排布所遵循的原理找出電子排布圖的錯(cuò)誤，

（2）根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論，求出n，得出分子構(gòu)型，

（3）根據(jù)分子晶體的熔點(diǎn)與共價(jià)鍵的鍵能無(wú)關(guān)，

（4）根據(jù)電子排布規(guī)律，寫(xiě)出鉀原子電子排布式；根據(jù)晶胞的分配原則計(jì)算出每個(gè)晶胞結(jié)構(gòu)各離子的個(gè)數(shù)，

（5）根據(jù)同一周期，同一主族，元素電負(fù)性變化規(guī)律，比較元素電負(fù)性大小；根據(jù)每個(gè)硅原子最外層才滿(mǎn)足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，得出每個(gè)硅原子只有個(gè)π鍵；

解答：

解：（1）表中A、B兩原子的第二、三電離能之間都有1個(gè)突躍，說(shuō)明它們屬于ⅡA族，又它們都是短周期元素，且A的第一電離能比B大，因此，A為Be元素，B為Mg元素，圖1所示電子排布，根據(jù)能量最低原理，最外層兩個(gè)電子應(yīng)全排在s軌道上，

故答案：能量最低原理；

（2）A和氯元素形成的簡(jiǎn)單分子為BeCl₂，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論 n==2，為直線(xiàn)形，

故答案：直線(xiàn)形；     

（3）盡管C₆₀中C﹣C鍵的鍵能可能大于金剛石，但其熔化時(shí)并不破壞化學(xué)鍵，因此比較鍵能沒(méi)有意義，

故答案：不正確，C₆₀是分子晶體，熔化時(shí)不需破壞化學(xué)鍵； 

（4）鉀原子的原子序數(shù)為19，其電子排布式：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹； 在晶胞中，K原子和C₆₀分子的個(gè)數(shù)比為（12÷2）：（8÷8+1）=3：1，

故答案：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹ 3：1；

（5）同一周期，從左到右，電負(fù)性逐漸增大，同一主族，從上到下，電負(fù)性逐漸減小，因此，原子電負(fù)性由大到小的順序是：N＞C＞Si，根據(jù)題意，每個(gè)硅形成的這3個(gè)鍵中，必然有1個(gè)雙鍵，這樣每個(gè)硅原子最外層才滿(mǎn)足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)．顯然，雙鍵數(shù)應(yīng)該是Si原子數(shù)的一半，而每個(gè)雙鍵有1個(gè)π鍵，顯然π鍵數(shù)目為30．

故答案：N＞C＞Si；30．

點(diǎn)評(píng)：

本題主要考查了電離能、電負(fù)性、電電子排布圖、分子的空間構(gòu)型等，試題涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，學(xué)生做起來(lái)有些困難．