Question

【题目】(1)碳的一种单质的结构如图（a）所示。该单质的晶体类型为___________，碳原子的杂化轨道类型为_________。

(2)SiCl4分子的中心原子的价层电子对数为__________，分子的立体构型为_______。

(3)四卤化硅SiX4的沸点和二卤化铅PbX2的熔点如图（b）所示。

SiX4的沸点依F、Cl、Br、I次序升高的原因是：______________________________________。

(4)碳的另一种单质C60可以与钾形成低温超导化合物，晶体结构如图（c）所示。K位于立方体的棱上和立方体的内部，此化合物的化学式为_______________；其晶胞参数为1.4 nm，晶体密度为___________________________________g·cm-3（列式并计算保留1位小数）。

Answer 1

【答案】混合型晶体 sp2 4 正四面体 均为分子晶体，范德华力随分子相对质量增大而增大 K3C60 2.0

【解析】

（1）碳的一种单质的结构如图（a）所示，应为石墨；同层的碳原子与相邻碳原子形成3个键，无孤电子对；(2)中心原子的价层电子对数=中心原子孤电子对数+中心原子与周围原子形成σ键电子对数；(3)SiX4均为分子晶体，相对分子质量越大，沸点越高；(4)根据均摊原则计算化学式；1个晶胞含有4个C60、12个K原子，所以晶胞的摩尔质量是4×60×12+12×39=3348g/mol；晶胞参数1.4nm，则1个晶胞的体积是(1.4×10-7)3cm3。

（1）碳的一种单质的结构如图（a）所示，应为石墨，属于混合型晶体；同层的碳原子与相邻碳原子形成3个键，无孤电子对，所以碳原子的杂化轨道类型为sp2；(2)中心原子的价层电子对数=中心原子孤电子对数+中心原子与周围原子形成σ键电子对数，SiCl4分子的中心原子是Si，孤电子对数为0，与氯原子形成4个σ键，所以价层电子对数为4；根据价电子互斥理论，SiCl4分子的立体构型为正四面体；(3)SiX4均为分子晶体，范德华力随分子相对质量增大而增大，所以SiX4的沸点依F、Cl、Br、I次序升高；(4)根据均摊原则，1个晶胞中C60数是，K原子数是，所以化学式为K3C60；1个晶胞含有4个C60、12个K原子，所以晶胞的摩尔质量是4×60×12+12×39=3348g/mol；晶胞参数1.4nm，则1个晶胞的体积是(1.4×10-7)3cm3，晶体的密度为 g·cm–3=2.0 g·cm–3。