题目内容

1996年诺贝尔化学奖授予对发现C60有重大贡献的三位科学家。C60分子是形如球状的多面体(如图),该结构的建立基于以下考虑:

 

 

 

 

 (1) C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键;

 (2) C60分子只含有五边形;

 (3) 多面体的顶点数、面数和棱边数的关系,遵循欧拉定理:

 
 


            顶点数+面数-棱边数 = 2

据上所述,可推知C60分子有12个五边形和20个六边形,C60分子所含的双键数为30。

请回答下列问题:

(1) 固体C60与金刚石相比较,熔点较高者应是 _________,  理由是:_____________。

(2) 试估计C60跟F2在一定条件下,能否发生反应生成C60F60(填“可能”或“不可能”)___________,并简述其理由:__________________________________________。

(3) 通过计算,确定C60分子所含单键数。

(4) C70分子也制得,它的分子结构模型可以与C60同样考虑而推知。通过计算确定C70分子中五边形和六边形的数目。

(1) 金刚石    金刚石属原子晶体,而固体C60不是,故金刚石熔点较高。(答出“金刚石属原子晶体”即给分)    (2) 可能    因C60分子含30个双键,与极活泼的F2发生加成反应即可生成C60F60 (只要指出“C60含30个双键”即给分,但答“因C60含有双键”不给分)    (3) 通过计算,确定C60分子所含单质数。依题意,C60分子形成的化学键为:=90,也可以由欧拉定律计算键数(即棱边数):60+(12+20)-2 = 90,C60分子所含单键数为:C60分子中单键为:90-30=60。(答“2×30(双键数)=60”即给2分)    (4) 设C70分子中五边形数为x,六边形为y。依题意可得方程组:

                 (键数,即棱边数)

      70+(x+y)-           (欧拉定理)

    C分子中所含五边形数为解得:五边形数x=12,六边形数为六边形数y=25。

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