Question

1．（1）铬的外围电子排布式是3d⁵4s¹，与铬同周期，最外层有3个未成对电子数的元素名称是砷，该元素对应的最低价氢化物分子的中心原子采取
了sp³ 杂化方式，分子的空间构型是三角锥．
（2）富勒烯（C₆₀）的结构如图，1molC₆₀分子中σ键的数目为90N_A．继C₆₀后，科学家又合成了Si₆₀、N₆₀．请解释如下现象：熔点：Si₆₀＞N₆₀＞C₆₀，而破坏分子所需要的能量：N₆₀＞C₆₀＞Si₆₀，其原因是：结构相似的分子晶体，分子晶体的熔点与其相对分子质量成正比，相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔化所需能量越多，所以熔点Si₆₀＞N₆₀＞C₆₀；而破坏分子需要断开化学键，元素的电负性越大，其形成的化学键越稳定，断键需要的能量越多．
（3）氟化氢水溶液中存在氢键有4种．
（4）2011年诺贝尔化学奖授予了因发现准晶体材料的以色列科学家．某准晶体是锰与另一个短周期元素X形成的凝固态．已知：金属的电负性一般小于1.8．元素X与同周期相邻元素Y、Z的性质如下表：则X元素符号是Al，锰与X在准晶体中的结合力为金属键．

元  素	X	Y	Z
电 负 性	1.5	1.2	1.8
第一电离能/kJ•mol-1	578	738	787

Answer 1

分析 （1）铬为24号元素，处于第四周期第VIB族，最外层6个电子，据此书写；与铬同周期，最外层有3个未成对电子数的元素是砷，该元素的最低价氢化物是砷化氢，根据价层电子对互斥理论确定砷原子杂化方式及分子的空间构型；
（2）利用均摊法计算每个碳原子含有几个σ键，从而计算1mol C₆₀分子中σ键的数目；结构相似的分子晶体熔点与其相对分子质量成正比，破坏分子需要断开化学键，元素的化学键的稳定性与元素的电负性成正比；
（3）氟化氢的水溶液中存在的氢键有：氟化氢分子间、水分子间、氟化氢和水分子间；
（4）根据X的电负性和电离能判断出X为Al元素，与Mn结合在一起的化学键为金属键．

解答 解：（1）铬为24号元素，处于第四周期第VIB族，最外层6个电子，其价电子排布为：3d⁵4s¹，与铬同周期，最外层有3个未成对电子数的元素是砷，该元素的最低价氢化物是砷化氢，砷化氢分子中砷原子含有3个共价单键及一个孤电子对，所以其杂化方式为sp³，该分子为三角锥形结构，故答案为：3d⁵4s¹；砷；sp³； 三角锥；
（2）每个碳原子含有的σ键个数且不含孤电子对，所以采用sp² 杂化，每个碳原子含有的σ键个数为$\frac{3}{2}$，所以1mol C₆₀分子中σ键的数目=$\frac{3}{2}$N_A=90N_A，Si₆₀、N₆₀、C₆₀都是结构相似的分子晶体，分子晶体的熔点与其相对分子质量成正比，相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔化所需能量越多，所以熔点Si₆₀＞N₆₀＞C₆₀；破坏分子需要断开化学键，元素的电负性越大，其形成的化学键越稳定，断键需要的能量越多，所以破坏分子需要的能量顺序为：N₆₀＞C₆₀＞Si₆₀，
故答案为：90N_A；结构相似的分子晶体，分子晶体的熔点与其相对分子质量成正比，相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔化所需能量越多，所以熔点Si₆₀＞N₆₀＞C₆₀，而破坏分子需要断开化学键，元素的电负性越大，其形成的化学键越稳定，断键需要的能量越多；
（3）氟化氢的水溶液中存在的氢键有：氟化氢分子间、水分子间、氟化氢和水分子间有两种，所以一共有4种氢键，故答案为：4；
（4）X第三电离能与第四电离能之间有较大的差距，说明X最外层电子数为3，且电负性小于2，属于金属，可推断为Al元素，Mn是金属，二者以金属键结合，故答案为：Al；金属键．

点评 本题考查了物质结构及性质，涉及知识点较多，同时考查学生空间想象能力中原子的堆积模式，难点是杂化方式的判断，知道价层电子对的计算方法，难度中等．