Question

【題目】能源問題日益成為制約國際社會經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸，越來越多的國家開始實行“陽光計劃”，開發(fā)太陽能資源，尋求經(jīng)濟發(fā)展的新動力。

（1）太陽能熱水器中常使用一種以鎳或鎳合金(含鐵)空心球為吸收劑的太陽能吸熱涂層，鐵與鎳基態(tài)原子未成對電子數(shù)之比為_____。

（2）富勒烯衍生物由于具有良好的光電性能，在太陽能電池的應(yīng)用上具有非常光明的前途。富勒烯C60的分子模型如圖所示，可用作儲氫材料，已知金剛石中的C－C鍵的鍵長為0.154 nm，C60中C－C鍵鍵長為0.140～0.145 nm，富勒烯(C60)晶體與金剛石相比，____的熔點較高。分子中碳原子軌道的雜化類型為____；1 molC60分子中σ鍵的數(shù)目為____�？茖W(xué)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(zhì)在低溫時是一種超導(dǎo)體。該物質(zhì)的K原子和C60分子的個數(shù)比為____。

（3）繼C60后，科學(xué)家又合成了Si60、N60，C、Si、N原子電負(fù)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(jié)構(gòu)，則Si60分子中π鍵的數(shù)目為_____個。

（4）多元化合物薄膜太陽能電池材料為無機鹽，其主要包括砷化鎵、硫化鎘、硫化鋅及銅錮硒薄膜電池等。

①第一電離能：As____Se(填“>”“<”或“＝”)。

②二氧化硒分子的空間構(gòu)型為____。

Answer 1

【答案】2:1 金剛石 sp2 90NA 3∶1 N>C>Si 30 > V形

【解析】

(1) 基態(tài)Fe原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，基態(tài)Ni原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2，據(jù)此判斷；

(2) C60固態(tài)為分子晶體，分子間作用力弱，熔化時不破壞化學(xué)鍵，熔點低，而金剛石原子間以較強的共價鍵結(jié)合，熔化時破壞共價鍵需要較大的能量，熔點高；根據(jù)價層電子對互斥理論確定雜化方式，利用均攤法計算每個碳原子含有幾個σ鍵，從而計算1 molC60分子中σ鍵的數(shù)目；1個晶胞中含有：K原子數(shù)＝12×＝6，C60分子數(shù)＝8×＋1＝2；

(3) 根據(jù)同一周期，同一主族，元素電負(fù)性變化規(guī)律，比較元素電負(fù)性大小；根據(jù)每個硅原子最外層才滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，得出每個硅原子只有個鍵；

(4)①同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而增大，但第VA族元素第一電離能大于第VIA元素；
②根據(jù)價層電子對互斥理論確定其空間構(gòu)型。

(1) 基態(tài)Fe原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，3d軌道有4個單電子；基態(tài)Ni原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，3d軌道有2個單電子，鐵與鎳基態(tài)原子未成對電子數(shù)之比為2:1，
因此，本題正確答案是：2:1；

(2) C60固態(tài)為分子晶體，分子間作用力弱，熔化時不破壞化學(xué)鍵，熔點低，而金剛石原子間以較強的共價鍵結(jié)合，熔化時破壞共價鍵需要較大的能量，熔點高，即金剛石熔點較高；

每個碳原子含有的鍵個數(shù)且不含孤電子對，所以采用sp2雜化，每個碳原子含有的鍵個數(shù)為，所以1 molC60分子中鍵的數(shù)目=×60×NA =90 NA；1個晶胞中含有：K原子數(shù)＝12×＝6，C60分子數(shù)＝8×＋1＝2。K原子和C60分子的個數(shù)比為3∶1，
因此，本題正確答案是：金剛石；sp2 ；90NA；3∶1；

(3) 同一周期，從左到右，電負(fù)性逐漸增大，同一主族，從上到下，電負(fù)性逐漸減小，因此，原子電負(fù)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(jié)構(gòu)。顯然，雙鍵數(shù)應(yīng)該是Si原子數(shù)的一半，而每個雙鍵有1個鍵，顯然鍵數(shù)目為30；

因此，本題正確答案是：N>C>Si ；30；
(4) As和Se屬于同一周期，且As屬于第VA族，Se屬于第VIA族，所以第一電離能As>Se；

二氧化硒分子中價層電子對，且含有一個孤電子對，所以屬于V形，

因此，本題正確答案是：>；V形。