Question

【題目】材料科學(xué)發(fā)展日新月異。

（1）某太陽(yáng)能吸熱涂層以鎳或鎳合金空心球?yàn)槲�收劑，基態(tài)鎳原子的價(jià)層電子排布式是____________。某鎳配合物結(jié)構(gòu)如圖5所示，分子內(nèi)含有的作用力有_______________（填序號(hào)）。

A.氫鍵 B.離子鍵 C.共價(jià)鍵 D.金屬鍵 E.配位鍵

（2）某金屬M(fèi)與C60可制備一種超導(dǎo)材料，晶胞如圖1所示，M原子位于晶胞的棱上與內(nèi)部。該材料的化學(xué)式為__________________。

（3）碳的一種同素異形體——石墨，其晶體結(jié)構(gòu)如圖2所示，碳原子的雜化方式_____________，圖3虛線勾勒出的是其晶胞。則石墨晶胞含碳原子個(gè)數(shù)為________________個(gè)。

（4）有機(jī)太陽(yáng)能固體電池材料含有高純度C60，其結(jié)構(gòu)如圖4，1molC60分子中π鍵的數(shù)目為_______，C60的晶胞結(jié)構(gòu)如圖4，則一個(gè)C60分子周圍有_________個(gè)緊鄰C60分子，其固體屬于___________晶體。C60能在溶劑二硫化碳中溶解而不溶于水的原因是_________________。已知該晶胞的密度為ρ g·cm-3則兩個(gè)最近C60間的距離為_________________nm（列出計(jì)算式，已知阿伏伽德羅常數(shù)的值為NA）。

Answer 1

【答案】 3d84s2 :ACE M3C60 sp2 4 30NA 12 分子 C60與二氧化硫都是非極性分子，相似相溶，而水是極性分子 ×107

【解析】本題考查《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》，（1）Ni位于VIII族，即Ni的價(jià)電子包括最外層電子和次外層的d能級(jí)，Ni的價(jià)電子排布式為3d84s2，根據(jù)圖5的Ni和N之間存在配位鍵，N=C、C－C、N－O、C－H、O－H之間是共價(jià)鍵或極性共價(jià)鍵，O…H之間存在氫鍵，故選項(xiàng)ACE正確；（2）C60位于晶胞的頂點(diǎn)和面心，個(gè)數(shù)為8×1/8＋6×1/2=4，M位于棱上和體心，個(gè)數(shù)為12×1/4＋9=12，化學(xué)式為M3C60；（3）根據(jù)圖2，石墨中碳原子形成3個(gè)C－C，無(wú)孤電子對(duì)，因此雜化類型為sp2，根據(jù)圖3碳原子位于頂點(diǎn)、棱上、面心、體心，因此個(gè)數(shù)為8×1/8＋4×1/4＋1＋2×1/2=4；（4）C60中一個(gè)碳原子有2個(gè)C－C，1個(gè)C=C，根據(jù)均攤法，1個(gè)碳原子有1/2個(gè)π鍵，1molC60中含有π鍵的數(shù)目是60×1/2×NA=30NA，C60屬于分子晶體，一個(gè)C60分子周圍有12個(gè)緊鄰的C60，C60與二氧化硫都是非極性分子，相似相溶，而水是極性分子；C60的晶胞與干冰的晶胞相似，設(shè)棱長(zhǎng)為acm，晶胞的質(zhì)量為(8×1/8＋6×1/2)×720/NAg=2880/NAg，晶胞的體積為a3cm3，根據(jù)密度的定義，ρ=2880/NA a3，a= ，兩個(gè)最近C60間距離是面心對(duì)角線的一半，即××107nm。