Question

8．當(dāng)今世界，能源的發(fā)展日益成為全世界、全人類共同關(guān)心的問題．
（1）A和B的單質(zhì)單位質(zhì)量的燃燒熱大，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表所示：

電離能（kJ/mol）	I1	I2	I3	I4
A	899	1 757	14 840	21 000
B	738	1 451	7 733	10 540

①請根據(jù)上述信息，寫出A的核外電子排布式：1s²2s²．
②某同學(xué)根據(jù)上述信息，推斷B的核外電子排布如圖1所示，該同學(xué)所畫的電子排布圖違背了能量最低原理．

（2）氫氣作為一種清潔能源，必須解決它的儲(chǔ)存問題，C₆₀可用作儲(chǔ)氫材料．
①已知金剛石中碳碳鍵的鍵長為154.45pm，C₆₀中碳碳鍵的鍵長為145pm和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否或不正確，理由：C₆₀是分子晶體，金剛石是原子晶體，熔化時(shí)C₆₀破壞分子間作用力而金剛石破壞共價(jià)鍵，所以C₆₀的沸點(diǎn)低于金剛石．
②科學(xué)家把C₆₀和K摻雜在一起制造了一種富勒烯化合物，其晶胞如圖2所示，該物質(zhì)在低溫時(shí)是一種超導(dǎo)體．該物質(zhì)中K原子和C₆₀分子的個(gè)數(shù)比為3：1．
③繼C₆₀后，科學(xué)家又合成Si₆₀、N₆₀，請比較C、Si、N原子電負(fù)性由大到小的順序N＞C＞Si．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)硅原子最外層都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則一個(gè)Si₆₀分子中所含π鍵的數(shù)目為30．

Answer 1

分析 （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，
①Be原子核外有4個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫其原子核外電子排布式；
②由基態(tài)外圍電子排布式可知，3s能級未填滿就填充3p能級，而3s能級能量比3p能級低；
（2）①分子晶體的熔沸點(diǎn)較低、原子晶體熔沸點(diǎn)較高；
②采用均攤法計(jì)算晶胞中K原子和C₆₀分子的個(gè)數(shù)比；
③同一周期元素，元素的電負(fù)性隨著原子序數(shù)增大而呈增大，同一主族元素電負(fù)性隨著原子序數(shù)增大而減��；每個(gè)硅原子能形成四個(gè)共價(jià)鍵，但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，說明其中一個(gè)形成硅硅雙鍵，每個(gè)硅原子形成$\frac{1}{2}$個(gè)雙鍵，雙鍵中一個(gè)是σ鍵一個(gè)是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，
①Be原子核外有4個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理知其原子核外電子排布式為1s²2s²，故答案為：1s²2s²；
②由B原子的基態(tài)外圍電子排布式寫成了ns¹np¹，可知，3s能級未填滿就填充3p能級，3s能級能量比3p能級低，所以違背能量最低原理，
故答案為：能量最低原理；
（2）①分子晶體的熔沸點(diǎn)較低、原子晶體熔沸點(diǎn)較高，金剛石是原子晶體、C₆₀是分子晶體，熔化時(shí)C₆₀破壞分子間作用力而金剛石破壞共價(jià)鍵，所以C₆₀的沸點(diǎn)低于金剛石，
故答案為：否或不正確；C₆₀是分子晶體，金剛石是原子晶體，熔化時(shí)C₆₀破壞分子間作用力而金剛石破壞共價(jià)鍵，所以C₆₀的沸點(diǎn)低于金剛石；
②該晶胞中K原子個(gè)數(shù)=$\frac{6×2}{2}$=6、C₆₀個(gè)數(shù)=1+8×$\frac{1}{8}$=2，所以晶胞中K原子和C₆₀分子的個(gè)數(shù)比=6：2=3：1，
故答案為：3：1；
③同一周期元素，元素的電負(fù)性隨著原子序數(shù)增大而呈增大，同一主族元素電負(fù)性隨著原子序數(shù)增大而減小，所以這三種元素電負(fù)性大小順序是N＞C＞Si；
每個(gè)硅原子能形成四個(gè)共價(jià)鍵，但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，說明其中一個(gè)形成硅硅雙鍵，每個(gè)硅原子形成$\frac{1}{2}$個(gè)雙鍵，雙鍵中一個(gè)是σ鍵一個(gè)是π鍵，所以一個(gè)Si₆₀分子中所含π鍵的數(shù)目為30，
故答案為：N＞C＞Si；30．

點(diǎn)評 本題考查位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)相互關(guān)系及應(yīng)用，涉及晶胞計(jì)算、電負(fù)性大小比較、晶體熔沸點(diǎn)比較等知識點(diǎn)，這些知識點(diǎn)都是高考高頻點(diǎn)，熟悉元素周期律及晶胞的計(jì)算方法，題目難度不大．