Question

【題目】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。

（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______。

（2）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。

①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________________。

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，其晶胞如圖所示，該物質(zhì)在低溫時(shí)是一種超導(dǎo)體。該物質(zhì)的K原子和C60分子的個(gè)數(shù)比為______。

③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______。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

【答案】 能量最低原理 直線(xiàn)型 不正確; C60是分子晶體，熔化時(shí)不需破壞化學(xué)鍵 3∶1 N >C>Si 30

【解析】(1)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；
②A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；
(3)①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；
②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；
(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。