Question

【題目】超分子化學(xué)已逐漸擴(kuò)展到化學(xué)的各個(gè)分支，還擴(kuò)展到生命科學(xué)和物理學(xué)等領(lǐng)域。由Mo將2個(gè)C60分子、2個(gè)p－甲酸丁酯吡啶及2個(gè)CO分子利用配位鍵自組裝的超分子結(jié)構(gòu)如圖所示。

(1)Mo處于第五周期第VIB族，核外電子排布與Cr相似，它的基態(tài)價(jià)電子排布式是___________；核外未成對(duì)電子數(shù)是___________個(gè)。

(2)該超分子中存在的化學(xué)鍵類型有___________。

A σ鍵 B π鍵 C 離子鍵 D 氫鍵

(3)該超分子中配體CO提供孤電子對(duì)的原子是___________(填元素符號(hào))，p－甲酸丁酯吡啶配體中C原子的雜化方式有___________。

(4)從電負(fù)性角度解釋CF3COOH的酸性強(qiáng)于CH3COOH的原因___________。

(5)C60與金剛石互為同素異形體，從結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系解釋C60的熔點(diǎn)遠(yuǎn)低于金剛石的原因是___________。

(6)已知：某晶胞中各原子的相對(duì)位置可用如圖所示的原子坐標(biāo)表示，其中所有頂點(diǎn)原子坐標(biāo)均為(0，0，0)。

鉬(Mo)的一種立方晶系的晶體結(jié)構(gòu)中，每個(gè)晶胞有2個(gè)Mo原子，其中Mo原子坐標(biāo)是(0，0，0)及(1/2，1/2，1/2)。根據(jù)以上信息，推斷該晶體的原子堆積方式是___________。已知該晶體的密度是ρg·cm－3，Mo的摩爾質(zhì)量是M g·mol－1，阿伏加德羅常數(shù)是NA，晶體中距離最近的Mo原子核之間的距離為___________pm。

Answer 1

【答案】4d55s1 6 AB C sp2和sp3 F的電負(fù)性強(qiáng)于H，對(duì)電子的吸引能力強(qiáng)，使共用電子對(duì)偏向F，使氧氫鍵較易斷裂，因此酸性強(qiáng)于CH3COOH C60是分子晶體，金剛石是原子晶體，原子晶體熔化時(shí)破壞的共價(jià)鍵所需的能量遠(yuǎn)高于分子晶體熔化時(shí)破壞的分子間作用力 體心立方堆積

【解析】

（1）Cr的基態(tài)價(jià)電子分布為3d54s1，而Mo與Cr同主族，但比Cr多了一周期，因而基態(tài)價(jià)電子分布為4d55s1，用軌道電子排布表示為，因而核外未成對(duì)的電子為6個(gè)。

（2）觀察該超分子結(jié)構(gòu)有雙鍵，說(shuō)明有σ鍵和π鍵，分子中不存在離子鍵，根據(jù)信息Mo形成配位鍵，因而答案選AB。

（3）CO做配體時(shí)是C做配位原子，氧把孤對(duì)電子給了碳，碳變成富電子中心，有提供電子對(duì)形成配位鍵的能力，p－甲酸丁酯吡啶中碳原子有形成雙鍵，說(shuō)明其雜化方式為sp2，在丁基中C原子形成四個(gè)單鍵為sp3雜化。

（4）F的電負(fù)性強(qiáng)于H，對(duì)電子的吸引能力強(qiáng)，使共用電子對(duì)偏向F，使氧氫鍵較易斷裂，因此CF3COOH酸性強(qiáng)于CH3COOH。

（5）根據(jù)不同晶體類型的性質(zhì)不同來(lái)解釋：C60是分子晶體，金剛石是原子晶體，原子晶體熔化時(shí)破壞的共價(jià)鍵所需的能量遠(yuǎn)高于分子晶體熔化時(shí)破壞的分子間作用力。

（6）Mo的一種立方晶系的晶體結(jié)構(gòu)中，以(0，0，0)Mo原子為中心，那么與之最近的Mo原子有8個(gè)，分別是(1/2，1/2，1/2)，(-1/2，1/2，1/2)，(1/2，-1/2，1/2)等等，因而為體心立方堆積，先計(jì)算出立方的邊長(zhǎng)，因而每個(gè)晶胞中含有2個(gè)Mo原子，晶胞體積V=m3，所以立方邊長(zhǎng)a==m，最近的兩個(gè)原子坐標(biāo)為(0，0，0)和(1/2，1/2，1/2)，可知該立方邊長(zhǎng)為1，用距離公式算出兩原子相距，根據(jù)比例關(guān)系，原子最近真實(shí)距離等于××1010pm。