Question

【化学--物质结构与性质】
C、N、Si、Fe等元素及其化合物有重要的应用．
（1）上述四种元素的原子中，未成对电子数最多的元素是

 

．
（2）C元素是形成有机物的主要元素，下列分子中含有sp和sp3杂化方式的是

 

（填写序号）．
a．；b．CH₄； c．CH₂=CHCH₃；d．CH₃CH₂C≡CH． 
（3）继C₆₀之后，科学家又合成了Si₆₀、N₆₀．C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是

 

（用元素符号表示）．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Si₆₀分子中π键的数目为

 

．
（4）一定条件下，C元素可形成多种晶体．图1是其中某种晶体的一个晶胞，该晶胞中含有

 

个C原子．
（5）图2为金属铁某种晶体的晶胞结构，已知该晶体的密度为a gN_A 为阿伏加德罗常数的值，则该晶胞的体积为

 

cm³．

Answer 1

考点：晶胞的计算,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）根据其核外电子排布式中未成对电子数判断；
（2）根据价层电子对互斥理论确定其杂化方式；
（3）同一主族元素知，元素的电负性随着原子序数的增大而减小，同一周期元素中，元素的电负性随着原子序数的增大而增大；
利用均摊法计算共价键数目；
（4）利用均摊法计算碳原子个数；
（5）V=

M NA ×2

ρ

．

解答： 解：（1）C原子中未成对电子数是2，N原子中未成对电子数是3，Si原子中未成对电子数是2，Fe原子中未成对电子数是4，故答案为：Fe；
（2）a．甲基碳原子有4个共价单键，所以碳原子采用sp³杂化，苯环上碳原子采用sp²杂化，故不符合；
b．甲烷中碳原子采用sp³杂化，故不符合；
c．CH₂=CHCH₃的甲基碳原子采用sp³杂化，连接碳碳双键的碳原子采用sp²杂化，故不符合；
d．CH₃CH₂C≡CH的甲基、亚甲基碳原子采用sp³杂化，连接碳碳三键的碳原子采用sp杂化，故符合；
故选d；
（3）同一主族元素知，元素的电负性随着原子序数的增大而减小，同一周期元素中，元素的电负性随着原子序数的增大而增大，所以C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是N＞C＞Si，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，所以每个硅原子和其中两个硅原子形成共价单键，和另外的一个硅原子形成共价双键，所以平均每个硅原子形成π键数目为：

1

2

×60=30，
故答案为：N＞C＞Si，30；
（4）该晶胞中碳原子个数=4+6×

1

2

+8×

1

8

=8，故答案为：8；
（5）该晶胞中铁原子个数=1+8×

1

8

=2，V=

M NA ×2

ρ

=

56 NA ×2

a

=

112

aNA

，故答案为：

112

aNA

．

点评：本题考查晶胞的计算、晶胞中原子个数的确定、电负性大小的判断等知识点，利用均摊法、元素周期律来分析解答即可，难度中等．