Question

 [化學﹣選修物質結構與性質]

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下表所示：

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

（1）某同學根據上述信息，推斷B的核外電子排布如右圖所示，

該同學所畫的電子排布圖違背了　　．

（2）根據價層電子對互斥理論，預測A和氯元素形成的簡單分子空間構型為　直　．

（3）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．已知金剛石中的C﹣C的鍵長為154.45pm，C₆₀中C﹣C鍵長為145～140pm，有同學據此認為C₆₀的熔點高于金剛石，你認為是否正確　　，并闡述理由　　．

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

（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　N　．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鍵的數目為　　．

Answer 1

考點：

元素電離能、電負性的含義及應用；原子核外電子排布；共價鍵的形成及共價鍵的主要類型；金剛石、二氧化硅等原子晶體的結構與性質的關系．

專題：

壓軸題；化學鍵與晶體結構．

分析：

（1）根據A、B兩原子的第二、三電離能之間都有1個突躍，它們都是短周期元素推知元素A和元素B；根據核外電子排布所遵循的原理找出電子排布圖的錯誤，

（2）根據價層電子對互斥理論，求出n，得出分子構型，

（3）根據分子晶體的熔點與共價鍵的鍵能無關，

（4）根據電子排布規(guī)律，寫出鉀原子電子排布式；根據晶胞的分配原則計算出每個晶胞結構各離子的個數，

（5）根據同一周期，同一主族，元素電負性變化規(guī)律，比較元素電負性大小；根據每個硅原子最外層才滿足8電子穩(wěn)定結構，得出每個硅原子只有個π鍵；

解答：

解：（1）表中A、B兩原子的第二、三電離能之間都有1個突躍，說明它們屬于ⅡA族，又它們都是短周期元素，且A的第一電離能比B大，因此，A為Be元素，B為Mg元素，圖1所示電子排布，根據能量最低原理，最外層兩個電子應全排在s軌道上，

故答案：能量最低原理；

（2）A和氯元素形成的簡單分子為BeCl₂，根據價層電子對互斥理論 n==2，為直線形，

故答案：直線形；     

（3）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鍵； 

（4）鉀原子的原子序數為19，其電子排布式：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹； 在晶胞中，K原子和C₆₀分子的個數比為（12÷2）：（8÷8+1）=3：1，

故答案：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹ 3：1；

（5）同一周期，從左到右，電負性逐漸增大，同一主族，從上到下，電負性逐漸減小，因此，原子電負性由大到小的順序是：N＞C＞Si，根據題意，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)定結構．顯然，雙鍵數應該是Si原子數的一半，而每個雙鍵有1個π鍵，顯然π鍵數目為30．

故答案：N＞C＞Si；30．

點評：

本題主要考查了電離能、電負性、電電子排布圖、分子的空間構型等，試題涉及的知識點較多，學生做起來有些困難．