[化学-选修物质结构与性质]
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) | I1 | I2 | I3 | I4 |
A | 932 | 1821 | 15390 | 21771 |
B | 738 | 1451 | 7733 | 10540 |
该同学所画的电子排布图违背了______.
(2)根据价层电子对互斥理论,预测A和氯元素形成的简单分子空间构型为______.
(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的键长为154.45pm,C60中C-C键长为145~140pm,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______.
(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,C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是______.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______.
(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,图1所示电子排布,根据能量最低原理,最外层两个电子应全排在s轨道上,
故答案:能量最低原理;
(2)A和氯元素形成的简单分子为BeCl2,根据价层电子对互斥理论 n=
=2,为直线形,2+1×2 2
故答案:直线形;
(3)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;
(4)钾原子的原子序数为21,其电子排布式:1s22s22p63s23p64s1; 在晶胞中,K原子和C60分子的个数比为(12÷2):(8÷8+1)=3:1,
故答案:1s22s22p63s23p64s1 3:1;
(5)同一周期,从左到右,电负性逐渐增大,同一主族,从上到下,电负性逐渐减小,因此,原子电负性由大到小的顺序是:N>C>Si,根据题意,每个硅形成的这3个键中,必然有1个双键,这样每个硅原子最外层才满足8电子稳定结构.显然,双键数应该是Si原子数的一半,而每个双键有1个π键,显然π键数目为30.
故答案:N>C>Si;30.