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。单位质量的A和B单质燃烧时均放出大量热，可用作燃料。巳知A和B均为短周期元素，其原子的第一至第四电离能如下表所示：

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

（2）ACl₂分子中A的杂化类型为_______。
（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，你认为此说法是否正确_______ (填“正确”或“不正确”)，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。写出基态钾原子的价电子排布式              ，该物质中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_______，NCl₃分子的价层电子对互斥理论模型为_______。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，则分子中π键的数目为_______

Answer 1

（1）能量最低原理
（2）sp杂化
（3）不正确。C₆₀为分子晶体，熔化时破坏的是分子间作用力，无需破坏共价键，而分子间作用力较弱，所需能量较低，故C₆₀熔点低于金刚石。
（4）4s¹    3:1
（5）N>C>Si    正四面体   30

试题分析：（1）从图上看，3p轨道电子应排布在3s轨道上，这违背了能量最低原理。
（2）从A的第一至第四电离能看，A的第三电离能发生突变，因此A最外层有2个电子，根据AB_n型分子价电子对的计算方法，分子中有个电子对，因此为直线型，中心原子杂化方式为sp杂化。
（3）结构决定性质，对于物质熔、沸点的分析应从物质的晶体类型来分析。
（4）基态钾原子的核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹，价电子为4s¹。
晶胞中的K原子在面上，对晶胞的贡献为，每个晶胞中含有K原子的个数为个；C₆₀在晶胞的顶点和中心，因此每个晶胞中C₆₀的分子数位个，因此K原子和C₆₀分子的个数比为6:2=3:1。
（5）同一周期元素电负性自左向右逐渐增大，同一主族元素电负性自上向下逐渐减小，因此电负性由大到小的顺序为N>C>Si。
根据AB_n型分子价电子对计算方法，可知NCl₃的价电子对为4个，中心原子为sp³杂化，分子构型为正四面体。
根据题意可知每个Si原子形成4个共价键，其中3个σ键，1个π键，即π键为化学键总数的，60个原子可形成化学键总数为个，因此π键数为个。