题目内容

13．辉钼（MoS2）在纳米电子设备制造领域比硅或富勒烯（如C60）更有优势．回答下列问题：
（1）钼位于第五周期VIB族．与钼相邻的上一周期同族元素的符号为Cr；该元素基态原子的电子最后排布的能级为3d，该能级上总的电子数为5．
（2）碳和硫有关数据如表：
元素原子半径电负性第一电离能
C67pm2.551125.8kJ/mol
S88pm2.581036.7kJ/mol
①由上述数据可以得出，碳元素的非金属性比硫弱（填“强”或“弱”）．
②写出能证明该结论的化学方程式H2SO4+Na2CO3=Na2SO4+CO2↑+H2O．
（3）从不同角度观察MoS2的晶体结构如图1，2，根据MoS2的晶体结构回答：

①钼的配位数为6．
②Mo与S之间的化学键为AC（填序号）．
A．极性键     B．非极性键     C．配位键    D．金属键     E．范德华力
③辉钼纳米粒子的润滑性能非常优异，其原因是MoS2具有层状结构，Mo和S同层间以共价键结合，层与层之间通过范德华力结合，外力作用层与层易发生相对滑动．
（4）硅与碳在高温下反应可得到金刚砂（SiC），其结构与金刚石结构相似，若将金刚石晶体中一半的C原子换成Si原子且同种原子不成键，则得的金刚砂（SiC）结构．如果我们以一个硅原子为中心，设SiC晶体中硅原子与其最近的碳原子的最近距离为d，则与硅原子次近的第二层有12个原子，其离中心原子的距离是$\frac{2\sqrt{6}}{3}$d．

分析 （1）钼位于第五周期VIB族，与钼相邻的上一周期同族元素即第四周期VIB族，为铬元素，符号为Cr，根据能量最低原理，核外电子在先排4s轨道后排3d轨道，由于半满结构是一种稳定结构，所以在4s轨道上有1个电子，3d轨道上有5个电子，都是半满结构，是一种稳定结构；
（2）元素的非金属性越强，电负性越大，根据表中的数据可判断，可以根据最高价含氧酸的酸性强弱加以证明；
（3）①根据右边图判断每个Mo原子周围距离最近的S原子数目；
②提供空轨道和提供孤电子对的原子间易形成配位键，配位键属于共价键；
③MoS2结构和石墨相似，根据石墨结构分析；
（4）距离中心Si最近的第一层的4个C原子，每一个又连接着另外3个Si原子，这12个Si原子平均分布在一个球面上，根据直角三角形计算正四面体的边长；

解答 解：（1）钼位于第五周期VIB族，与钼相邻的上一周期同族元素即第四周期VIB族，为铬元素，符号为Cr，根据能量最低原理，核外电子在先排4s轨道后排3d轨道，由于半满结构是一种稳定结构，所以在4s轨道上有1个电子，3d轨道上有5个电子，都是半满结构，是一种稳定结构，
故答案为：Cr；3d；5；
（2）①元素的非金属性越强，电负性越大，根据表中的数据可知，碳的电负性小于硫，所以碳的非金属性弱于硫，
故答案为：弱；
②可以根据最高价含氧酸的酸性强弱加以证明非金属性的强弱，所以能证明该结论的化学方程式为H2SO4+Na2CO3=Na2SO4+CO2↑+H2O，
故答案为：H2SO4+Na2CO3=Na2SO4+CO2↑+H2O；
（3）①根据右边图知，每个Mo原子周围距离最近的S原子数目是6，
故答案为：6；
②提供空轨道和提供孤电子对的原子间易形成配位键，配位键属于共价键，不同元素之间易形成的配位键属于极性共价键，
故选AC；
③MoS2结构和石墨相似，根据图片知，MoS2具有层状结构，Mo和S同层间以共价键结合，层与层之间通过范德华力结合，外力作用层与层易发生相对滑动，
故答案为：MoS2具有层状结构，Mo和S同层间以共价键结合，层与层之间通过范德华力结合，外力作用层与层易发生相对滑动；
（4）距离中心Si最近的第一层的4个C原子，每一个又连接着另外3个Si原子，这12个Si原子平均分布在一个球面上，F是C原子，A、B、C、D分别代表一个Si原子，AB、AC、AD、BC、BD、CD的边长相等，AF、BF的长相等为d，F位于体心上，O位于正三角形BCD的重心上，在正三角形BCD中，BE为三角形BCD的高，则CE为BC的一半，如图，设正四面体的边长为x，CE的长为0.5x，BE=$\sqrt{x{\;}^{2}-（0.5x）{\;}^{2}}$=$\frac{\sqrt{3}}{2}$x，BO与OE的长之比为2：1，则BO的长为 $\frac{\sqrt{3}}{2}$x×$\frac{2}{3}$=$\frac{\sqrt{3}}{3}$x，在三角形ABO中，AO的长=$\sqrt{{x}^{2}-（{\frac{\sqrt{3}}{3}x）}^{2}}$=$\frac{\sqrt{6}}{3}x$，在三角形BFO中，OF的长=$\frac{\sqrt{6}}{3}$x-d=$\sqrt{{d}^{2}-（\frac{\sqrt{3}}{3}x）^{2}}$，x=$\frac{2\sqrt{6}}{3}$d，
故答案为：12； $\frac{2\sqrt{6}}{3}$d；

点评 本题考查较综合，涉及知识点较多，根据价电子对互斥理论、构造原理、电负性与非金属性强弱之间的关系、晶胞的计算方法、元素周期律等来分析解答，注意采用知识迁移的方法来分析问题，难度较大．

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（5）化合物（）与化合物【】也能发生类似反应①的偶联反应，写出产物的结构简式．

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