Question

【题目】纳米技术制成的金属燃料、非金属固体燃料、氢气等已应用到社会生活和高科技领域。单位质量的A和B的单质燃烧时均放出大量热，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－1)	I1	I2	I3	I4
A	932	1 821	15 390	21 771
B	738	1 451	7 733	10 540

(1)某同学根据上述信息，推断B的核外电子排布如下图所示，该同学所画的电子排布图违背了________。

(2)ACl2分子中A原子的杂化类型为________。

(3)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。已知金刚石中的C—C键的键长大于C60中C—C键的键长，有同学据此认为C60的熔点高于金刚石，你认为是否正确________(填“是”或“否”)，并阐述理由______________________________。

(4)科学家把C60和钾掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物，其晶胞如图所示，该物质在低温时是一种超导体。写出基态钾原子的价电子排布式______________，该物质的K原子和C60分子的个数比为________。

(5)继C60后，科学家又合成了Si60、N60等，C、Si、N元素的电负性由大到小的顺序是______________________________，NCl3分子的VSEPR模型为________。Si60分子中每个硅原子只跟相邻的3个硅原子形成共价键，且每个硅原子最外层都满足8电子稳定结构，则一个Si60分子中π键的数目为________。

Answer 1

【答案】(1)能量最低原理 (2)sp杂化 (3)否 C60为分子晶体，熔化时破坏的是分子间作用力，无需破坏共价键

(4)4s1 3∶1 (5)N>C>Si 四面体形 30

【解析】(1)E(3s)<E(3p)，3s轨道排满后才能排3p轨道；(2)由表格电离能可推测出A是Be，B是Mg，BeCl2中心原子的价层电子对数为2，采取sp杂化；(3)C60是分子晶体，金刚石是原子晶体，决定二者熔沸点的作用力不同；(4)K原子序数为19，价电子为4s1，从晶胞可看出C60的个数8×＋1＝2，K原子的个数12×＝6，K原子和C60分子的个数比为3∶1；(5)根据同周期、同主族元素原子的电负性递变规律可知：C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是N>C>Si；NCl3中心原子价层电子对数为4，VSEPR模型为四面体；Si的价电子数为4，每个硅原子只跟相邻的3个硅原子相连且最外层都满足8电子稳定结构，所以每个Si原子周围只有1个π键，且2个Si共用1个π键，所以一个Si60分子中π键的数目为(60×1)×＝30。