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(如图所示)，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，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的数目．

C₇₀分子中所含五边形数为________，六边形数为________．

Answer 1

答案：
解析：

(1)金刚石属于原子晶体，而固体C60不是，故金刚石熔点较高． 　　(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． 　　(3)依题意，C60分子形成的化学键数为：(3×60)/2＝90 　　也可由欧拉定理计算键数(即棱边数)：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： 　　(5x＋6y)/2＝(3×70)/2(键数，即棱边数)① 　　70＋(x＋y)－(3×70)/2＝2(欧拉定理)② 　　解得：五边形数x＝12，六边形数y＝25

提示：

根据晶体中共享的原则判断成键的数量：每个碳原子形成3个键，但是每个键被两个碳原子共用，即每个成键原子占有1/2；单双键数量除了根据欧拉定理计算，也可由成键电子数计算得到：设单键数为x，双键数为y，则x＋y＝90，2x＋4y＝60×4(成键电子总数)．