题目内容

7.氢气作为一种清洁能源,必须解决它的储存问题,C60可用作储氢材料.
(1)已知金刚石中的C-C的键长为154.45pm,C60中C-C键长为 145~140pm,有同学据此认为C60的熔点高于金刚石,你认为是否正确,并阐述理由不正确,C60是分子晶体,熔化时不需破坏化学键.
(2)科学家把C60和K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K原子和C60分子的个数比为3:1.
(3)继C60后,科学家又合成了Si60、N60,C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是N>C>Si,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30.

分析 (1)根据分子晶体的熔点与共价键的键能无关;
(2)根据电子排布规律,写出钾原子电子排布式;根据晶胞的分配原则计算出每个晶胞结构各离子的个数;
(3)根据同一周期,同一主族,元素电负性变化规律,比较元素电负性大小;根据每个硅原子最外层才满足8电子稳定结构,得出每个硅原子只有$\frac{1}{2}$个π键.

解答 解:(1)尽管C60中C-C键的键能可能大于金刚石,但其熔化时并不破坏化学键,因此比较键能没有意义,
故答案:不正确,C60是分子晶体,熔化时不需破坏化学键;  
(2)在晶胞中,每个面上有两个钾原子,每个顶点上和体心有一个C60,根据均摊法可知K原子个数为6×2×$\frac{1}{2}$=6,C60分子的个数比为8×$\frac{1}{8}$+1=2;所以K原子个数为和C60分子的个数比为6:2=3:1,故答案:3:1;
(3)同一周期,从左到右,电负性逐渐增大,同一主族,从上到下,电负性逐渐减小,因此,原子电负性由大到小的顺序是:N>C>Si,根据题意,每个硅形成的这3个键中,必然有1个双键,这样每个硅原子最外层才满足8电子稳定结构.显然,双键数应该是Si原子数的一半,而每个双键有1个π键,显然π键数目为30.
故答案:N>C>Si;30.

点评 本题主要考查了元素周期律、化学键、分子间作用力、晶胞的计算等知识,有一定的综合性,中等难度.

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