Question

纳米技术制成的金属燃料、非金属固体燃料、氢气等已应用到社会生活和高科技领域．
（1）A和B的单质单位质量的燃烧热大，可用作燃料．已知A和B为短周期元素，其原子的第一至第四电离能如下表所示：

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

①某同学根据上述信息，推断B的核外电子排布如图1所示，该同学所画的电子排布图违背了

 

．
②根据价层电子对互斥理论，预测A和氯元素形成的简单分子空间构型为

 

．
（2）氢气作为一种清洁能源，必须解决它的储存问题，C₆₀可用作储氢材料．
①已知金刚石中的C-C的键长为154.45pm，C₆₀中C-C键长为145～140pm，有同学据此认为C₆₀的熔点高于金刚石，你认为是否正确并阐述理由

 

．
②科学家把C₆₀和K掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物，其晶胞如图2所示，该物质在低温时是一种超导体．该物质的K原子和C₆₀分子的个数比为

 

．
③继C₆₀后，科学家又合成了Si₆₀、N₆₀，C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是

 

．Si₆₀分子中每个硅原子只跟相邻的3个硅原子形成共价键，且每个硅原子最外层都满足8电子稳定结构，则Si₆₀分子中π键的数目为

 

．

Answer 1

考点：原子核外电子排布,判断简单分子或离子的构型,晶胞的计算

专题：化学键与晶体结构

分析：（1）①根据A、B两原子的第二、三电离能之间都有1个突跃，它们都是短周期元素推知元素A和元素B；根据核外电子排布所遵循的原理找出电子排布图的错误，
②根据价层电子对互斥理论，求出价层电子对数，得出分子构型；
（3）①根据分子晶体的熔点与共价键的键能无关；
②根据晶胞的分配原则计算出每个晶胞结构各离子的个数；
③根据同一周期，同一主族，元素电负性变化规律，比较元素电负性大小；根据每个硅原子最外层才满足8电子稳定结构，得出每个硅原子只有

1

2

个π键．

解答： 解：（1）①表中A、B两原子的第二、三电离能之间都有1个突跃，说明它们属于ⅡA族，又它们都是短周期元素，且A的第一电离能比B大，因此，A为Be元素，B为Mg元素，图1所示电子排布，根据能量最低原理，最外层两个电子应全排在s轨道上，
故答案：能量最低原理；
②A和氯元素形成的简单分子为BeCl₂，根据价层电子对互斥理论 n=

2+1×2

2

=2，为直线形，
故答案：直线形；
（2）①尽管C₆₀中C-C键的键能可能大于金刚石，但其熔化时并不破坏化学键，因此比较键能没有意义，
故答案：不正确．因为C₆₀构成的晶体是分子晶体，影响分子晶体熔点的作用是分子间作用力；而金刚石构成的晶体是原子晶体，影响原子晶体熔点的作用是原子间共价键，共价键作用大大与分子间作用力，因此金刚石的熔点高于C₆₀；
②在晶胞中，K原子在面心上和C₆₀分子在顶点和中心，则其个数比为

12× 1 2

8× 1 8 +1

=3：1，
故答案：3：1；
③同一周期，从左到右，电负性逐渐增大，同一主族，从上到下，电负性逐渐减小，因此，原子电负性由大到小的顺序是：N＞C＞Si，根据题意，每个硅形成的这3个键中，必然有1个双键，这样每个硅原子最外层才满足8电子稳定结构．显然，双键数应该是Si原子数的一半，而每个双键有1个π键，显然π键数目为30．
故答案：N＞C＞Si；30．

点评：本题主要考查了电离能、电负性、电子排布图、分子的空间构型等，试题涉及的知识点较多，侧重于物质结构知识的综合考查，题目难度中等．