Question

1．（1）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．已知 金刚石中的C-C的键长为154.45pm，C₆₀中C一C键长为145〜140pm，有同学据此认为C₆₀的熔点高于金刚石，你认为此说法是否正确不正确，C₆₀是分子晶体，熔化时破坏的是分子间作用力，无需破坏共价键，而分子间作用力较弱，所以能量较低，所以C₆₀熔点低于金刚石 （填“正确”或“不正确”），并阐述理由．
（2）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．写出基态钾原子的价电子排布式4s¹，该物质中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，NCl₃分子的价层电子对互斥理论模型为正四面体．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，则分子中π键的数目为30．

Answer 1

分析 （1）物质的熔点与晶体类型有关，原子晶体的熔点大于分子晶体；
（2）K是19号元素，其原子核外有19个电子，4s电子为其价电子，且4s能级上只有一个电子；根据均摊法计算该晶胞中K原子和C₆₀个数，从而确定化学式；
（3）同一周期元素，元素电负性随着原子序数增大而增大，同一主族元素其电负性随着原子序数增大而减弱；
NCl₃分子中N原子价层电子对个数是4且含有一个孤电子对，据此判断该分子VSEPR模型；
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，所以每个硅原子和其中两个硅原子形成共价单键，和另外的一个硅原子形成共价双键，据此计算分子中π键的数目．

解答 解：（1）原子晶体的熔点大于分子晶体，金刚石是原子晶体，C₆₀是分子晶体，C₆₀是分子晶体，熔化时破坏的是分子间作用力，无需破坏共价键，而分子间作用力较弱，所以能量较低，所以C₆₀熔点低于金刚石，故答案为：不正确，因为金刚石是原子晶体，而C₆₀是分子晶体；
（2）K是19号元素，其原子核外有19个电子，4s电子为其价电子，且4s能级上只有一个电子，所以其价电子排布式为4s¹；
该晶胞中K原子个数=12×$\frac{1}{2}$=6，C₆₀个数=1+8×$\frac{1}{8}$=2，所以K原子和C₆₀个数之比=6：2=3：1，
故答案为：4s¹；3：1；
（3）同一周期元素，元素电负性随着原子序数增大而增大，同一主族元素其电负性随着原子序数增大而减弱，所以电负性大小顺序是N＞C＞Si；
NCl₃分子中N原子价层电子对个数是4且含有一个孤电子对，据此判断该分子VSEPR模型为正四面体；
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，所以每个硅原子和其中两个硅原子形成共价单键，和另外的一个硅原子形成共价双键，所以平均每个Si₆₀形成π键数目为：60×$\frac{1}{2}$=30，
故答案为：N＞C＞Si；正四面体；30．

点评 本题考查物质结构和性质，为高频考点，涉及晶胞计算、电负性大小比较、原子核外电子排布、分子空间构型判断等知识点，侧重考查学生分析判断、空间想象、计算能力，难点是晶胞计算．