Question

能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力．
（1）太阳能热水器中常使用一种以镍或镍合金（含铁）空心球为吸收剂的太阳能吸热涂层，回答铁镍基态原子未成对电子数各为

 

、

 

．
（2）富勒烯衍生物由于具有良好的光电性能，在太阳能电池的应用上具有非常光明的前途．富勒烯（C₆₀）的结构如图，分子中碳原子轨道的杂化类型为

 

；1mol C₆₀分子中σ键的数目为

 

．
（3）二氧化钛作光催化剂能将居室污染物甲醛、苯等有害气体可转化为二氧化碳和水，达到无害化．有关甲醛、苯、二氧化碳及水说法正确的是

 

．
a．水的沸点比甲醛高得多，是因为水分子间能形成氢键
b．甲醛、苯和二氧化碳中碳原子均采用sp²杂化
c．苯、二氧化碳是非极性分子，水和甲醛是极性分子
（4）根据价层互诉理论，ClO₄^-空间构形为

 

；
（5）C、N、O电负性由大到小的顺序为

 

．

Answer 1

考点：原子核外电子排布,元素电离能、电负性的含义及应用,判断简单分子或离子的构型,原子轨道杂化方式及杂化类型判断

专题：原子组成与结构专题,化学键与晶体结构

分析：（1）基态Fe原子核外电子排布式为1S²2S²2P⁶3S²3P⁶3d⁶4s²，基态Ni原子核外电子排布式为1S²2S²2P⁶3S²3P⁶3d⁸4s²，据此判断；
（2）每个C原子成3个σ键、没有孤电子对，杂化轨道数目为3，据此确定杂化方式；
利用均摊法计算每个碳原子含有几个σ键，从而计算1mol C₆₀分子中σ键的数目；
（3）a．水分子之间存在氢键，而甲醛中H原子不与O原子连接，甲醛分子之间没有氢键；
b．二氧化碳中碳原子含有2个δ键，没有孤对电子，采用sp杂化；
c．结构对称，正负电荷的中心重合，则为非极性分子；正负电荷的中心不重合，则为极性分子；
（4）计算ClO₄^-中Cl原子价层电子对数、孤对电子对数，确定空间结构；
（5）同周期随原子序数增大元素的电负性增大．

解答： 解：（1）基态Fe原子核外电子排布式为1S²2S²2P⁶3S²3P⁶3d⁶4s²，3d轨道有4个单电子；基态Ni原子核外电子排布式为1S²2S²2P⁶3S²3P⁶3d⁸4s²，3d轨道有2个单电子，
故答案为：4；2；
（2）每个C原子成3个σ键、没有孤电子对，杂化轨道数目为3，所以C原子采用sp² 杂化；
每个碳原子含有的σ键个数为

3

2

，所以1mol C₆₀分子中σ键的数目=1mol×60×

3

2

×N_Amol^-1=90N_A，
故答案为：sp²；90N_A；
（3）a．甲醛中H原子不与O原子连接，甲醛分子之间没有氢键，水分子之间存在氢键，沸点比甲醛高，故a正确；
b．甲醛、苯分子中碳原子均含有3个δ键，没有孤对电子，采用sp²杂化，二氧化碳中碳原子含有2个δ键，没有孤对电子，采用sp杂化，故b错误；
c．苯、CO₂结构对称，正负电荷的中心重合，为非极性分子；水和甲醛的正负电荷的中心不重合，为极性分子，故c正确，
故答案为：ac；
（4）ClO₄^-中Cl原子孤电子对数=

7+1-4

2

=0、价层电子对数=4+0=4，故ClO₄^-为正四面体结构，
故答案为：正四面体；
（5）C、N、O同周期，随原子序数增大元素的电负性增大，故电负性：O＞N＞C，
故答案为：O＞N＞C．

点评：本题是对物质结构的考查，涉及核外电子排布、杂化轨道、分子结构与性质、元素周期律、化学键等，难度中等，注意对基础知识的理解掌握．