Question

7．氫氣作為一種清潔能源，必須解決它的儲存問題，C₆₀可用作儲氫材料．
（1）已知金剛石中的C-C的鍵長為154.45pm，C₆₀中C-C鍵長為 145～140pm，有同學(xué)據(jù)此認(rèn)為C₆₀的熔點(diǎn)高于金剛石，你認(rèn)為是否正確，并闡述理由不正確，C₆₀是分子晶體，熔化時不需破壞化學(xué)鍵．
（2）科學(xué)家把C₆₀和K摻雜在一起制造了一種富勒烯化合物，其晶胞如圖所示，該物質(zhì)在低溫時是一種超導(dǎo)體．該物質(zhì)的K原子和C₆₀分子的個數(shù)比為3：1．
（3）繼C₆₀后，科學(xué)家又合成了Si₆₀、N₆₀，C、Si、N原子電負(fù)性由大到小的順序是N＞C＞Si，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(jié)構(gòu)，則Si₆₀分子中π鍵的數(shù)目為30．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)分子晶體的熔點(diǎn)與共價鍵的鍵能無關(guān)；
（2）根據(jù)電子排布規(guī)律，寫出鉀原子電子排布式；根據(jù)晶胞的分配原則計算出每個晶胞結(jié)構(gòu)各離子的個數(shù)；
（3）根據(jù)同一周期，同一主族，元素電負(fù)性變化規(guī)律，比較元素電負(fù)性大小；根據(jù)每個硅原子最外層才滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，得出每個硅原子只有$\frac{1}{2}$個π鍵．

解答 解：（1）盡管C₆₀中C-C鍵的鍵能可能大于金剛石，但其熔化時并不破壞化學(xué)鍵，因此比較鍵能沒有意義，
故答案：不正確，C₆₀是分子晶體，熔化時不需破壞化學(xué)鍵；  
（2）在晶胞中，每個面上有兩個鉀原子，每個頂點(diǎn)上和體心有一個C₆₀，根據(jù)均攤法可知K原子個數(shù)為6×2×$\frac{1}{2}$=6，C₆₀分子的個數(shù)比為8×$\frac{1}{8}$+1=2；所以K原子個數(shù)為和C₆₀分子的個數(shù)比為6：2=3：1，故答案：3：1；
（3）同一周期，從左到右，電負(fù)性逐漸增大，同一主族，從上到下，電負(fù)性逐漸減小，因此，原子電負(fù)性由大到小的順序是：N＞C＞Si，根據(jù)題意，每個硅形成的這3個鍵中，必然有1個雙鍵，這樣每個硅原子最外層才滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)．顯然，雙鍵數(shù)應(yīng)該是Si原子數(shù)的一半，而每個雙鍵有1個π鍵，顯然π鍵數(shù)目為30．
故答案：N＞C＞Si；30．

點(diǎn)評 本題主要考查了元素周期律、化學(xué)鍵、分子間作用力、晶胞的計算等知識，有一定的綜合性，中等難度．