C60以其完美的球形结构受到科学家的高度重视,从此掀起了球形分子的研究热潮。继C60后,科学家又合成了Si60、N60等球形分子。
(1)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.该物质的K原子和C60分子的个数比为
(2)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
(3)写试出C60、Si60、N60熔点由高到低的顺序为 ,破坏这三种分子所需要的能量顺序为
(1)3:1 (2)30 (3) Si60>N60> C60、 N60>C60>Si60
题目分析:(1)根据晶胞可知,K原子的个数是6×1/2=3个,而C60分子的个数8×1/8=1个,所以该物质的K原子和C60分子的个数比为3:1。
(2)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。
(3) C60、Si60、N60形成的晶体都是分子晶体,熔点高低和相对分子质量大小有关系,所以熔点高到低的顺序为Si60>N60> C60。破坏这三种分子需要破坏共价键,所以所需要的能量顺序为N60>C60>Si60。
点评:该题是高考中的常见题型和考点,属于中等难度试题的考查,试题综合性强,侧重对学生能力的培养和训练,有利于培养学生的逻辑推理能力、自学能力和知识的迁移能力,提高学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力。