Question

納米技術制成的金屬燃料、非金屬固體燃料、氫氣等已應用到社會生活和高科技領域．單位質量的A和B單質燃燒時均放出大量熱，可用作燃料．已知A和B為短周期元素，其原子的第一至第四電離能如表所示：

電離能（kJ/mol）	I1	I2	I3	I4
A	932	1821	15390	21771
B	738	1451	7733	10540

（1）某同學根據(jù)上述信息，推斷B的核外電子排布如圖1所示，該同學所畫的電子排布圖違背了

 

．
（2）ACl₂分子中A的雜化類型為

 

．
（3）我國部分城市霧霾天占全年一半，引起霧霾的PM2.5微細粒子包含（NH₄）₂SO₄、NH₄NO₃、有機顆粒物及揚塵等，其中SO₄^2-的空間構型是

 

（用文字描述），與NO₃^-互為等電子體的分子是

 

．
（4）科學家把C₆₀和鉀摻雜在一起制造了一種富勒烯化合物，其晶胞如圖2所示，該物質在低溫時是一種超導體．寫出基態(tài)鉀原子的價電子排布式

 

，該物質的K原子和C₆₀分子的個數(shù)比為

 

．
（5）繼C₆₀后，科學家又合成了Si₆₀、N₆₀，C、Si、N原子電負性由大到小的順序是

 

．Si₆₀分子中每個硅原子只跟相鄰的3個硅原子形成共價鍵，且每個硅原子最外層都滿足8電子穩(wěn)定結構，則Si₆₀分子中π鍵的數(shù)目為

 

．

Answer 1

考點：晶胞的計算,原子核外電子排布,元素電離能、電負性的含義及應用,判斷簡單分子或離子的構型,“等電子原理”的應用,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：原子組成與結構專題,化學鍵與晶體結構

分析：（1）由圖1電子軌道排布圖可知，3s能級未填滿就填充3p能級，3s能級能量比3p能級低，違背了能量最低原理；
（2）BeCl₂分子中Be的成2個σ鍵，雜化軌道數(shù)為2，采取sp雜化；
（3）根據(jù)價層電子對互斥模型判斷粒子的空間結構；等電子體為原子數(shù)和價電子數(shù)分別相同，據(jù)此判斷；
（4）鉀元素位于第四周期ⅠA族，據(jù)此寫出鉀元素價電子排布式；利用均攤法確定K原子和C₆₀分子的個數(shù)比；
（5）根據(jù)電負性遞變規(guī)律判斷電負性大小；每個硅原子只跟相鄰的3個硅原子形成共價鍵，且每個硅原子最外層都滿足8電子穩(wěn)定結構，即形成三條共價鍵外，還形成一條π鍵，據(jù)此判斷π鍵的數(shù)目．

解答： 解：（1）①由圖1電子軌道排布圖可知，3s能級未填滿就填充3p能級，所以違背能量最低原理，
故答案為：能量最低原理；
（2）BeCl₂分子中Be的成2個σ鍵，雜化軌道數(shù)為2，采取sp雜化，
故答案為：sp；        
（3）SO₄^2-中中心原子S的價層電子對為

6+2

2

=4，雜化方式為SP³雜化，所以其空間構型為正四面體結構；NO₃^-原子數(shù)為4，價電子數(shù)為24，則其等電子體為：SO₃或者BF₃，
故答案為：正四面體、SO₃或者BF₃；
（4）鉀元素位于第四周期ⅠA族，寫出鉀元素價電子排布式為4S¹；該晶胞中C₆₀個數(shù)=1+8×

1

8

=2，6×2×

1

2

=6，所以K原子和C₆₀分子的個數(shù)比為6：2=3：1，
故答案為：4S¹、3：1；
（5）電負性同周期從左到右，逐漸增大，同主族從上到下，逐漸減小，則電負性由大到小順序為：N＞C＞Si；Si₆₀分子中，共價鍵數(shù)目為60×3×

1

2

=90，每三條共價鍵含有一條π鍵，數(shù)目為：90×

1

3

=30，
故答案為：N＞C＞Si、30．

點評：本題考查了物質結構和性質，涉及晶胞的計算、電子排布圖、雜化類型判斷、電負性等知識點，難度不大，會運用均攤法計算化學鍵、晶胞的化學式等．