Question

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：①C₆₀分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键；②C₆₀分子只含有五边形和六边形；③多面体的顶点数，面数和棱边数的关系，遵循欧拉定律：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与F₂在一定条件下，　　　　   (填“可能”或“不可能”)发生反应生成C₆₀F₆₀，并简述其理由_______________　　　　　　　　 _________________________。

(3)通过计算，确定C₆₀分子所含单键数。C₆₀分子所含单键数为__________________。

(4)C₇₀分子也已制得，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数目。C₇₀分子中所含五边形数为________，六边形数为________。

 

Answer 1

答案：
解析：

(1)金刚石； 由于金刚石是原子晶体，而固体C60是分子晶体； (2)可能； 因C60分子含有30个双键，F2是最活泼的非金属，在一定条件下，两者发生加成反应即可生成C60F60 ； (3) 60； (4) 12；25

提示：

本题考查了C60分子的结构，并且综合了数学方法的运用。 (1)判断溶沸点，一般：原子晶体>离子晶体>分子晶体；(2)因C60分子含有30个双键，F2是最活泼的非金属，在一定条件下，两者发生加成反应即可生成C60F60。(3)依题意，C60形成的化学键数为(1/2)´(3´60)=90，也可由欧拉定理计算棱边数(即键数)：60+(12+20)-2=90，C60分子中单键为90-30=60；(4)设C70分子中五边形数为x，六边形数为y。依题意可得方程组： 解之：x=12，y=25。 即五边形12个，六边形25个。