Question

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。

（1）A和B的单质单位质量的燃烧热大，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

①某同学根据上述信息，推断B的核外电子排布如右图所示，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______。

（2）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。

①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________________。

②科学家把C₆₀和K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______。

③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__________。

Answer

能量最低原理 直线型 不正确; C60是分子晶体，熔化时不需破坏化学键 3∶1 N >C>Si 30

【解析】(1)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；
②A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；     
(3)①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；  
②在晶胞中，K原子和C60分子的个数比为(12÷2)：(8÷8+1)=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。

点睛：根据价层电子对互斥理论确定分子空间构型及中心原子杂化方式，价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数，σ键个数=配原子个数，孤电子对个数==(a-xb)，a指中心原子价电子个数，x指配原子个数，b指配原子形成稳定结构需要的电子个数．根据n值判断杂化类型：一般有如下规律：当n=2，sp杂化；n=3，sp2杂化；n=4，sp3杂化；中心原子的杂化类型为sp2，说明该分子中心原子的价层电子对个数是3，无孤电子对数，空间构型是平面三角形。