Question

[物质与结构]（12分）纳米技术制成的金属燃料、非金属固体燃料、氢气等已应用到社会生活和高科技领域。单位质量的A和B单质燃烧时均放出大量热，可用作燃料。已知A和B为短周期元素，其原子的第一至第四电离能如下表所示：

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

（1）某同学根据上述信息，推断B的基态原子核外电子排布如图所示，该同学所画的电子排布图违背了   。

（2）ACl₂分子的空间结构为   (用文字描述)。
（3）我国部分城市雾霾天占全年一半，引起雾霾的PM2.5微细粒子包含(NH₄)₂SO₄、NH₄NO₃、有机颗粒物及扬尘等，其中NO₃^－中N原子的杂化方式是      ，与SO₄^2－互为等电子体的分子是   。
（4）科学家把C₆₀和钾掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物， 其
晶胞如图所示，该物质在低温时是一种超导体。该物质的化学式  
为   。

（5）继C₆₀后，科学家又合成了Si₆₀、N₆₀， Si₆₀分子中每个硅原子只跟相 邻的3个硅原子形成共价键，且每个硅原子最外层都满足8电子稳定结构，则Si₆₀分子中π键的数目为   。

Answer 1

（1）泡利不相容原理  
（2） 直线型           
（3） sp²     CCl₄、CF₄ 等
（4） K₃C₆₀
（5） 30 

试题分析：元素AB的第2和第3电离能相差较大，故两种原子最外层均为2个电子，但B的第一电离能小金属性强，故AB分别为Be和Mg。（1）该原子的s轨道均排了自旋方向相同的电子，故不符合泡利不相容原理；（2）BeCl₂分子价电子对数为（2+2）÷2=2，故为sp杂化为直线型；（3）NO₃^－中氮的价电子对数为（5+1）÷2=3，为sp2杂化；SO₄^2－互为等电子体的分子为CCl₄、CF₄ 等；（4）该晶胞中黑球有12×1/2=6，C₆₀有8×1/8+1=2，K原子和C₆₀分子的个数比为3：1，化学式为 K₃C₆₀；（5）硅原子应形成4个公用电子对才能达到8电子稳定结构，但其只与3个原子成键，因此与其中一个原子形成双键，双键中含有1个π键，每个双键两个硅原子共用，计算为1×1/2×60 =30.