Question

7．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．
（1）已知金剛石中的C-C的鍵長為154.45pm，C₆₀中C-C鍵長為 145～140pm，有同學據此認為C₆₀的熔點高于金剛石，你認為是否正確，并闡述理由不正確，C₆₀是分子晶體，熔化時不需破壞化學鍵．
（2）科學家把C₆₀和K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．該物質的K原子和C₆₀分子的個數比為3：1．
（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N＞C＞Si，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電子穩定結構，則Si₆₀分子中π鍵的數目為30．

Answer 1

分析 （1）根據分子晶體的熔點與共價鍵的鍵能無關；
（2）根據電子排布規律，寫出鉀原子電子排布式；根據晶胞的分配原則計算出每個晶胞結構各離子的個數；
（3）根據同一周期，同一主族，元素電負性變化規律，比較元素電負性大小；根據每個硅原子最外層才滿足8電子穩定結構，得出每個硅原子只有$\frac{1}{2}$個π鍵．

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）在晶胞中，每個面上有兩個鉀原子，每個頂點上和體心有一個C₆₀，根據均攤法可知K原子個數為6×2×$\frac{1}{2}$=6，C₆₀分子的個數比為8×$\frac{1}{8}$+1=2；所以K原子個數為和C₆₀分子的個數比為6：2=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電子穩定結構．顯然，雙鍵數應該是Si原子數的一半，而每個雙鍵有1個π鍵，顯然π鍵數目為30．
故答案：N＞C＞Si；30．

點評 本題主要考查了元素周期律、化學鍵、分子間作用力、晶胞的計算等知識，有一定的綜合性，中等難度．