Question

納米技術制成的金屬燃料、非金屬固體燃料、氫氣等已應用到社會生活和高科技領域。單位質量的A和B單質燃燒時均放出大量熱，可用作燃料。巳知A和B均為短周期元素，其原子的第一至第四電離能如下表所示：

（1）某同學根據上述信息，推斷B的核外電子排布如圖所示，該同學所畫的電子排布圖違背了_______。

（2）ACl₂分子中A的雜化類型為_______。
（3）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。已知金剛石中的C—C的鍵長為154.45pm，C₆₀中C—C鍵長為145?140pm，有同學據此認為C₆₀的熔點高于金剛石，你認為此說法是否正確_______ (填“正確”或“不正確”)，并闡述理由。
（4）科學家把C₆₀和鉀摻雜在一起制造了一種富勒烯化合物，其晶胞如圖所示，該物質在低溫時是一種超導體。寫出基態鉀原子的價電子排布式              ，該物質中K原子和C₆₀分子的個數比為_______。

（5）繼C₆₀后，科學家又合成了Si₆₀、N₆₀，C、Si、N原子電負性由大到小的順序是_______，NCl₃分子的價層電子對互斥理論模型為_______。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電子穩定結構，則分子中π鍵的數目為_______

Answer 1

（1）能量最低原理
（2）sp雜化
（3）不正確。C₆₀為分子晶體，熔化時破壞的是分子間作用力，無需破壞共價鍵，而分子間作用力較弱，所需能量較低，故C₆₀熔點低于金剛石。
（4）4s¹    3:1
（5）N>C>Si    正四面體   30

試題分析：（1）從圖上看，3p軌道電子應排布在3s軌道上，這違背了能量最低原理。
（2）從A的第一至第四電離能看，A的第三電離能發生突變，因此A最外層有2個電子，根據AB_n型分子價電子對的計算方法，分子中有個電子對，因此為直線型，中心原子雜化方式為sp雜化。
（3）結構決定性質，對于物質熔、沸點的分析應從物質的晶體類型來分析。
（4）基態鉀原子的核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹，價電子為4s¹。
晶胞中的K原子在面上，對晶胞的貢獻為，每個晶胞中含有K原子的個數為個；C₆₀在晶胞的頂點和中心，因此每個晶胞中C₆₀的分子數位個，因此K原子和C₆₀分子的個數比為6:2=3:1。
（5）同一周期元素電負性自左向右逐漸增大，同一主族元素電負性自上向下逐漸減小，因此電負性由大到小的順序為N>C>Si。
根據AB_n型分子價電子對計算方法，可知NCl₃的價電子對為4個，中心原子為sp³雜化，分子構型為正四面體。
根據題意可知每個Si原子形成4個共價鍵，其中3個σ鍵，1個π鍵，即π鍵為化學鍵總數的，60個原子可形成化學鍵總數為個，因此π鍵數為個。