Question

[化學(xué)-選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]
（1）鋅是一種重要的金屬，鋅及其化合物有著廣泛的應(yīng)用．
①指出鋅元素在周期表中的位置：

 

周期，

 

族，

 

區(qū)．
②NH₃分子中氮原子的雜化軌道類型為

 

，基態(tài)氮原子的核外電子排布式是

 

；
③如圖1表示鋅與某非金屬元素X形成的化合物晶胞，其中Zn和X通過共價鍵結(jié)合，該化合物的化學(xué)式為

 

；該化合物的晶體熔點比干冰高得多，原因是

 

．
（2）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140-145pm，有同學(xué)據(jù)此認(rèn)為C₆₀的熔點高于金剛石，你認(rèn)為是否正確

 

，并闡述理由

 

．
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2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

 

．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

 

．

Answer 1

考點：晶胞的計算,原子核外電子排布,元素電離能、電負(fù)性的含義及應(yīng)用,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：原子組成與結(jié)構(gòu)專題,化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）①Zn的原子序數(shù)是30，在第四周期，ⅡB 族，ds 區(qū)；
②根據(jù)N的價層電子對數(shù)目，判斷雜化方式，根據(jù)原子構(gòu)造原理寫出核外電子排布式；
③根據(jù)均攤法確定化學(xué)式，根據(jù)晶體的結(jié)構(gòu)確定晶體性質(zhì)；
（2）①根據(jù)分子晶體的熔點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

1

2

個π鍵；

解答： 解：（1）①Zn的原子序數(shù)是30，在第四周期，ⅡB 族，ds 區(qū)，故答案為：四周期；第ⅡB族；ds區(qū)；
②根據(jù)N的價層電子對數(shù)目為

5+3

2

=4，所以N按sp³方式雜化，根據(jù)原子構(gòu)造原理可寫出N原子核外電子排布式為：s²2s²2p³，故答案為：sp³雜化；1s²2s²2p³；③根據(jù)均攤法可知晶胞中含有X原子的個數(shù)為8×

1

8

+6×

1

2

=4，含有Zn原子個數(shù)為4，所以化學(xué)式為ZnX，根據(jù)晶體的結(jié)構(gòu)可知該晶體是由原子通過共價鍵作用而形成的晶體，是原子晶體，所以它的熔點比干冰（分子晶體）高得多，故答案為：ZnX； 該晶體為原子晶體；
（2）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×

1

2

=6，C₆₀分子的個數(shù)比為8×

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．

點評：本題主要考查了元素周期表、核外電子排布、電負(fù)性、晶胞的計算等知識，有一定的綜合性，中等難度．