Question

碳元素是構(gòu)成物質(zhì)種類最多的一種元素，許多物質(zhì)與我們的生活息息相關(guān)．
（1）氫氣作為一種清潔能源，必須解決它的儲(chǔ)存問(wèn)題，C₆₀可用作儲(chǔ)氫材料．已知金剛石中的C-C的鍵長(zhǎng)為154.45pm，C₆₀中C-C鍵長(zhǎng)為145～140pm，有同學(xué)據(jù)此認(rèn)為C₆₀的熔點(diǎn)高于金剛石，你認(rèn)為是否正確

 

，理由是

 

．
（2）科學(xué)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(zhì)在低溫時(shí)是一種超導(dǎo)體．寫(xiě)出基態(tài)碳原子的電子排布圖

 

，該物質(zhì)的K原子和C₆₀分子的個(gè)數(shù)比為

 

．
（3）繼C₆₀后，科學(xué)家又合成了Si₆₀、N₆₀，C、Si、N原子電負(fù)性由大到小的順序是

 

．Si₆₀分子中每個(gè)硅原子只跟相鄰的3個(gè)硅原子形成共價(jià)鍵，且每個(gè)硅原子最外層都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則Si₆₀分子中π鍵的數(shù)目為

 

．
（4）Fe（CO）₅是一種常見(jiàn)的配合物，可代替四乙基鉛作為汽油的抗爆震劑．
①寫(xiě)出CO的一種常見(jiàn)等電子體分子的結(jié)構(gòu)式

 

；兩者相比較沸點(diǎn)高的為

 

（填分子式）．
②Fe（CO）₅在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：Fe（CO）₅（s）═Fe（s）+5CO（g），已知：反應(yīng)過(guò)程中，斷裂的化學(xué)鍵只有配位鍵，由此判斷該反應(yīng)所形成的化學(xué)鍵類型為

 

．
（5）Ni_XO晶體晶胞結(jié)構(gòu)為NaCl型，由于晶體缺陷，x值為0.88，晶胞邊長(zhǎng)為4.28×10^-10m．晶胞中兩個(gè)Ni原子之間的最短距離為

 

m（精確至0.01）．若晶體中的Ni分別為Ni^2﹢、Ni^3﹢，此晶體中Ni^2﹢與Ni^3﹢的最簡(jiǎn)整數(shù)比為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計(jì)算,元素電離能、電負(fù)性的含義及應(yīng)用,配合物的成鍵情況

專題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）根據(jù)分子晶體的熔點(diǎn)與共價(jià)鍵的鍵能無(wú)關(guān)，
（2）根據(jù)電子排布規(guī)律，寫(xiě)出碳原子電子排布圖；根據(jù)晶胞的分配原則計(jì)算出每個(gè)晶胞結(jié)構(gòu)各離子的個(gè)數(shù)，
（3）根據(jù)同一周期，同一主族，元素電負(fù)性變化規(guī)律，比較元素電負(fù)性大��；根據(jù)每個(gè)硅原子最外層才滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，得出每個(gè)硅原子只有

1

2

個(gè)π鍵；
（4）①由等電子體定義可知CO的一種常見(jiàn)等電子體為氮?dú)猓珻O為極性分子熔點(diǎn)高；
②斷裂配位鍵后，配體變?yōu)镃O，中心原子結(jié)合成金屬晶體；
（5）由于Ni_XO晶體晶胞結(jié)構(gòu)為NaCl型，所以晶胞中兩個(gè)Ni原子之間的最短距離為晶胞面對(duì)角線的

1

2

，晶胞面對(duì)角線則可由晶胞棱邊長(zhǎng)求得，根據(jù)Ni_XO中化合價(jià)代數(shù)和為零可求得晶體中Ni^2﹢與Ni^3﹢的最簡(jiǎn)整數(shù)比；

解答： 解：（1）盡管C₆₀中C-C鍵的鍵能可能大于金剛石，但其熔化時(shí)并不破壞化學(xué)鍵，因此比較鍵能沒(méi)有意義，
故答案：不正確，C₆₀是分子晶體，熔化時(shí)不需破壞化學(xué)鍵；  
（2）碳原子的原子序數(shù)為6，其電子排布式：； 在晶胞中，K原子和C₆₀分子的個(gè)數(shù)比為（12÷2）：（8÷8+1）=3：1，
故答案：；3：1；
（3）同一周期，從左到右，電負(fù)性逐漸增大，同一主族，從上到下，電負(fù)性逐漸減小，因此，原子電負(fù)性由大到小的順序是：N＞C＞Si，根據(jù)題意，每個(gè)硅形成的這3個(gè)鍵中，必然有1個(gè)雙鍵，這樣每個(gè)硅原子最外層才滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)．顯然，雙鍵數(shù)應(yīng)該是Si原子數(shù)的一半，而每個(gè)雙鍵有1個(gè)π鍵，顯然π鍵數(shù)目為30．
故答案：N＞C＞Si；30．
（4）①CO的等電子體為氮?dú)猓�氮�(dú)獾慕Y(jié)構(gòu)式為N≡N，對(duì)于相對(duì)分子質(zhì)量相等的分子晶體而言，極性分子沸點(diǎn)高，CO為極性分子，氮?dú)鉃榉菢O性分子，CO的沸點(diǎn)高，
故答案為：N≡N；CO；
②此配體的中心原子為金屬原子，由于斷裂的是中心原子和配體之間的配位鍵，所以斷裂后配體形成CO，中心原子間形成金屬鍵成為金屬晶體，故答案為：金屬鍵；
（5）由于Ni_XO晶體晶胞結(jié)構(gòu)為NaCl型，所以晶胞中兩個(gè)Ni原子之間的最短距離為晶胞面對(duì)角線的

1

2

，由晶胞棱邊長(zhǎng)可求得晶胞面對(duì)角線為長(zhǎng)為：

2

×4.28×10^-10m，所以

1

2

×

2

×4.28×10^-10m=3.03×10^-10m，設(shè)晶體中Ni^2﹢與Ni^3﹢的最簡(jiǎn)整數(shù)比為x：y，根據(jù)Ni_XO中化合價(jià)代數(shù)和為零可知，

2x+3y

x+y

×0.88=2，由此解得x：y=8：3，故答案為：3.03×10^-10；8：3；

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了電離能、電負(fù)性、電電子排布圖、分子的空間構(gòu)型、晶胞結(jié)構(gòu)的計(jì)算等，試題涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，學(xué)生做起來(lái)有些困難．