Question

碳元素是構成物質種類最多的一種元素，許多物質與我們的生活息息相關．
（1）氫氣作為一種清潔能源，必須解決它的儲存問題，C₆₀可用作儲氫材料．已知金剛石中的C-C的鍵長為154.45pm，C₆₀中C-C鍵長為145～140pm，有同學據(jù)此認為C₆₀的熔點高于金剛石，你認為是否正確

 

，理由是

 

．
（2）科學家把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，該物質在低溫時是一種超導體．寫出基態(tài)碳原子的電子排布圖

 

，該物質的K原子和C₆₀分子的個數(shù)比為

 

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

 

．Si₆₀分子中每個硅原子只跟相鄰的3個硅原子形成共價鍵，且每個硅原子最外層都滿足8電子穩(wěn)定結構，則Si₆₀分子中π鍵的數(shù)目為

 

．
（4）Fe（CO）₅是一種常見的配合物，可代替四乙基鉛作為汽油的抗爆震劑．
①寫出CO的一種常見等電子體分子的結構式

 

；兩者相比較沸點高的為

 

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

 

．
（5）Ni_XO晶體晶胞結構為NaCl型，由于晶體缺陷，x值為0.88，晶胞邊長為4.28×10^-10m．晶胞中兩個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﹢的最簡整數(shù)比為

 

．

Answer 1

考點：晶胞的計算,元素電離能、電負性的含義及應用,配合物的成鍵情況

專題：化學鍵與晶體結構

分析：（1）根據(jù)分子晶體的熔點與共價鍵的鍵能無關，
（2）根據(jù)電子排布規(guī)律，寫出碳原子電子排布圖；根據(jù)晶胞的分配原則計算出每個晶胞結構各離子的個數(shù)，
（3）根據(jù)同一周期，同一主族，元素電負性變化規(guī)律，比較元素電負性大�。桓鶕�(jù)每個硅原子最外層才滿足8電子穩(wěn)定結構，得出每個硅原子只有

1

2

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

1

2

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

解答： 解：（1）盡管C₆₀中C-C鍵的鍵能可能大于金剛石，但其熔化時并不破壞化學鍵，因此比較鍵能沒有意義，
故答案：不正確，C₆₀是分子晶體，熔化時不需破壞化學鍵；  
（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，電負性逐漸增大，同一主族，從上到下，電負性逐漸減小，因此，原子電負性由大到小的順序是：N＞C＞Si，根據(jù)題意，每個硅形成的這3個鍵中，必然有1個雙鍵，這樣每個硅原子最外層才滿足8電子穩(wěn)定結構．顯然，雙鍵數(shù)應該是Si原子數(shù)的一半，而每個雙鍵有1個π鍵，顯然π鍵數(shù)目為30．
故答案：N＞C＞Si；30．
（4）①CO的等電子體為氮氣，氮氣的結構式為N≡N，對于相對分子質量相等的分子晶體而言，極性分子沸點高，CO為極性分子，氮氣為非極性分子，CO的沸點高，
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晶體晶胞結構為NaCl型，所以晶胞中兩個Ni原子之間的最短距離為晶胞面對角線的

1

2

，由晶胞棱邊長可求得晶胞面對角線為長為：

2

×4.28×10^-10m，所以

1

2

×

2

×4.28×10^-10m=3.03×10^-10m，設晶體中Ni^2﹢與Ni^3﹢的最簡整數(shù)比為x：y，根據(jù)Ni_XO中化合價代數(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；

點評：本題主要考查了電離能、電負性、電電子排布圖、分子的空間構型、晶胞結構的計算等，試題涉及的知識點較多，學生做起來有些困難．