Question

能源的发展日益成为全世界、全人类共同关心的问题．
（1）A和B的单质单位质量的燃烧热大，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	899	1 757	14 840	21 000
B	738	1 451	7 733	10 540

①请根据上述信息，写出A基态原子的核外电子排布式：

 

．
②某同学根据上述信息，推断B的核外电子排布如图1所示，该同学所画的电子排布图违背了

 

．
（2）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．
①已知金刚石中C-C键的键长为154.45pm，C₆₀中C-C键的键长为145pm和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

 

．
②科学家把C₆₀和K掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物，其晶胞如图2所示，该物质在低温时是一种超导体．该物质中K原子和C₆₀分子的个数比为

 

．
 ③已知CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构，已知CaO晶体密度为ag?cm^-3，N_A表示阿伏加德罗常数，则CaO晶胞体积为

 

cm³．

Answer 1

考点：晶胞的计算,原子核外电子排布,元素电离能、电负性的含义及应用

专题：化学键与晶体结构

分析：（1）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；
②由基态外围电子排布式可知，3s能级未填满就填充3p能级，而3s能级能量比3p能级低；
（2）①根据分子晶体的熔点与共价键的键能无关分析；
②根据晶胞的分配原则计算出每个晶胞结构各离子的个数；
③先计算一个氧化钙分子的质量，再用均摊法求出一个晶胞含有的阴阳离子数，然后根据V=

m

ρ

求出其体积．

解答： 解：（1）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，A基态原子的核外电子排布式为1s²2s²，故答案为：1s²2s²；
②由B原子的基态外围电子排布式写成了ns¹np¹，可知，3s能级未填满就填充3p能级，3s能级能量比3p能级低，所以违背能量最低原理，
故答案为：能量最低原理；
（2）①因为C₆₀构成的晶体是分子晶体，影响分子晶体熔点的作用是分子间作用力；而金刚石构成的晶体是原子晶体，影响原子晶体熔点的作用是原子间共价键，共价键作用大大与分子间作用力，因此金刚石的熔点高于C₆₀，所以尽管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；
②在晶胞中，K原子在面心上和C₆₀分子在顶点和中心，则其个数比为

6×2× 1 2

8× 1 8 +1

=

3

1

，
故答案：3：1；
③1个“CaO”的质量为=

56g/mol

NA/mol

=

56

NA

，而用均摊法算出一个晶胞含有4个“CaO”，即一个晶胞质量为

56

NA

×4=

224

NA

g，又有ρ=

m

ρ

，则V=

m

ρ

，
V=

224

NA

g÷ag/cm³=

224

aNA

cm³，则CaO晶胞体积为

224

aNA

cm³，
故答案为：

224

aNA

．

点评：本题主要考查了电子排布式、分子的空间构型等，试题涉及的知识点较多，侧重于物质结构知识的综合考查，题目难度中等．