Question

 [化学﹣选修物质结构与性质]

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．

单位质量的A和B单质燃烧时均放出大量热，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的核外电子排布如右图所示，

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　直　．

（3）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．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　　．

（4）科学家把C₆₀和钾掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物，其晶胞如图所示，该物质在低温时是一种超导体．写出基态钾原子的电子排布式　　，该物质的K原子和C₆₀分子的个数比为　　．

（5）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　N　．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：

元素电离能、电负性的含义及应用；原子核外电子排布；共价键的形成及共价键的主要类型；金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系．

专题：

压轴题；化学键与晶体结构．

分析：

（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n，得出分子构型，

（3）根据分子晶体的熔点与共价键的键能无关，

（4）根据电子排布规律，写出钾原子电子排布式；根据晶胞的分配原则计算出每个晶胞结构各离子的个数，

（5）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个π键；

解答：

解：（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；

（2）A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，为直线形，

故答案：直线形；     

（3）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，C₆₀是分子晶体，熔化时不需破坏化学键； 

（4）钾原子的原子序数为19，其电子排布式：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹； 在晶胞中，K原子和C₆₀分子的个数比为（12÷2）：（8÷8+1）=3：1，

故答案：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹ 3：1；

（5）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、电电子排布图、分子的空间构型等，试题涉及的知识点较多，学生做起来有些困难．