题目内容

2016年诺贝尔化学奖授予在“分子机器设计和合成”领域有突出成就的三位科学家,其研究对象之一“分子开关”即与大环主体分子苯芳烃、 硫或氮杂环杯芳烃等有关。回答下列问题:

(1)对叔丁基杯[4]芳烃(如图所示)可用于ⅢB族元素对应的离子萃取,如La2+、Sc2+。写出基态二价钪离子(Sc2+)核外电子排布式:__________。其中电子占据的轨道数为__________个。

(2)对叔丁基杯[4]芳烃由4个烃基构成杯底,其中条件氧原子的杂化方式为___________。烃基间的相互作用力为_______________。

(3)不同大小的杯芳烃能识别某些离子,如:N3-、SCN-等。根据等电子体原料判断N3-空间构型为______;一定条件下,SCN-与MnO2反应可得到(SCN)2。试写出(SCN)2 的结构式:_______________。

(4)已知C60分子结构和C60晶胞示意图(如图Ⅱ,图Ⅲ所示):

则一个C60分子中含有σ键个数为__________,与每个C60分子距离最近且相等的C60分子有_________个,C60晶体的密度为__________(计算结果保留两位小数)。

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