Question

納米技術(shù)制成的金屬燃料、非金屬固體燃料、氫氣等已應(yīng)用到社會生活和高科技領(lǐng)域。單位質(zhì)量的A和B單質(zhì)燃燒時均放出大量熱，可用作燃料。巳知A和B均為短周期元素，其原子的第一至第四電離能如下表所示：

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

（2）ACl₂分子中A的雜化類型為_______。
（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(xué)據(jù)此認(rèn)為C₆₀的熔點高于金剛石，你認(rèn)為此說法是否正確_______ (填“正確”或“不正確”)，并闡述理由。
（4）科學(xué)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(zhì)在低溫時是一種超導(dǎo)體。寫出基態(tài)鉀原子的價電子排布式              ，該物質(zhì)中K原子和C₆₀分子的個數(shù)比為_______。

（5）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_______，NCl₃分子的價層電子對互斥理論模型為_______。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)，則分子中π鍵的數(shù)目為_______

Answer 1

（1）能量最低原理
（2）sp雜化
（3）不正確。C₆₀為分子晶體，熔化時破壞的是分子間作用力，無需破壞共價鍵，而分子間作用力較弱，所需能量較低，故C₆₀熔點低于金剛石。
（4）4s¹    3:1
（5）N>C>Si    正四面體   30

試題分析：（1）從圖上看，3p軌道電子應(yīng)排布在3s軌道上，這違背了能量最低原理。
（2）從A的第一至第四電離能看，A的第三電離能發(fā)生突變，因此A最外層有2個電子，根據(jù)AB_n型分子價電子對的計算方法，分子中有個電子對，因此為直線型，中心原子雜化方式為sp雜化。
（3）結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，對于物質(zhì)熔、沸點的分析應(yīng)從物質(zhì)的晶體類型來分析。
（4）基態(tài)鉀原子的核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹，價電子為4s¹。
晶胞中的K原子在面上，對晶胞的貢獻(xiàn)為，每個晶胞中含有K原子的個數(shù)為個；C₆₀在晶胞的頂點和中心，因此每個晶胞中C₆₀的分子數(shù)位個，因此K原子和C₆₀分子的個數(shù)比為6:2=3:1。
（5）同一周期元素電負(fù)性自左向右逐漸增大，同一主族元素電負(fù)性自上向下逐漸減小，因此電負(fù)性由大到小的順序為N>C>Si。
根據(jù)AB_n型分子價電子對計算方法，可知NCl₃的價電子對為4個，中心原子為sp³雜化，分子構(gòu)型為正四面體。
根據(jù)題意可知每個Si原子形成4個共價鍵，其中3個σ鍵，1個π鍵，即π鍵為化學(xué)鍵總數(shù)的，60個原子可形成化學(xué)鍵總數(shù)為個，因此π鍵數(shù)為個。