C60分子是形如球狀的多面體(如下圖)，該結(jié)構(gòu)的建立基于以下考慮：

C60的結(jié)構(gòu)

①C60分子中每個碳原子只跟相鄰的3個原子形成化學鍵；②C60分子中只有五邊形和六邊形；③多面體的頂點數(shù)、面數(shù)和棱邊數(shù)的關系，遵循歐拉定理：頂點數(shù)+面數(shù)-棱邊數(shù)=2。據(jù)上所述，可推知C60分子有12個五邊形和20個六邊形，C60分子所含的雙鍵數(shù)為30。請回答下列問題：

(1)固體C60與金剛石相比較，熔點較高者應是____________，理由是____________________。

(2)試估計C60與F2在一定條件下，能否發(fā)生反應生成C60F60(填“可能”或“不可能”)_________，并簡述其理由_______________________________________________________。

(3)通過計算確定C60分子所含單鍵數(shù)。C60分子所含單鍵數(shù)為__________。

(4)C70分子也已制得，它的分子結(jié)構(gòu)模型可以與C60同樣考慮而推知。通過計算確定C70分子中五邊形和六邊形數(shù)目。C70分子所含五邊形數(shù)為__________，六邊形數(shù)為__________。

解析：(1)熔點：原子晶體＞分子晶體。金剛石是原子晶體，C60是分子晶體，每個C60分子是60個C原子構(gòu)成的。

(2)由題意，C60分子中含有30個C=C雙鍵，能與30個F2分子發(fā)生加成反應，生成C60F60。

(3)每個C原子，與周圍的C原子以4個共用電子對連接。即如下圖所示(外圍C原子未標注)：

C60分子中雙鍵數(shù)為30，則單鍵數(shù)為60。

(4)設C70分子中五邊形、六邊形個數(shù)分別是x、y。由于每個棱被兩個面共有，則根據(jù)歐拉定理得

70+x+y-=2。

每個五邊形平均擁有C原子：，每個六邊形平均擁有C原子，由題意得。

由以上兩式解得

答案：(1)金剛石  金剛石是原子晶體，C60是分子晶體

(2)可能  C60分子中含30個雙鍵，加成生成C60F60

(3)60  (4)12  25

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：

為了合理利用化學能，確保安全生產(chǎn)，化工設計需要充分考慮化學反應的焓變，并采取相應措施．化學反應的焓變通常用實驗進行測定，也可進行理論推算．
（1）實驗測得，1g甲醇在氧氣中充分燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水釋放出22.7kJ的熱量，試寫出甲醇燃燒的熱化學方程式：
2CH3OH（l）+3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（l）?H=-1452.8 kJ?mol-1
2CH3OH（l）+3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（l）?H=-1452.8 kJ?mol-1

（2）自發(fā)現(xiàn)富勒烯C60以來，其神奇的結(jié)構(gòu)和性能引起了人們對碳原子團簇廣泛和深入的研究．C60分子是形如球狀的多面體，該結(jié)構(gòu)的建立基于以下考慮：削去右圖多面體（含12個頂點，20個正三角形）的每一個頂角，得到由一定數(shù)目的正五邊形和正六邊形所組成的多面體，即為C60分子，該多面體中含有90條棱，且每個碳原子都達到了8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)．已知幾種共價鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表：
利用下表數(shù)據(jù)估算得C60分子的燃燒熱為
（120d-60a-30b-60e） kJ?mol-1
（120d-60a-30b-60e） kJ?mol-1
．
化學鍵 C-C C=C C≡C C=O O=O
鍵能/（kJ?mol-1） a b c d e
（3）最近美國Rice University的教授Boris Yakobson與其同事預測了一種硼巴基球（Bn，如圖所示）的存在，這種分子組成與C60相似，但在它每個六邊形的中心有一個額外的原子，顯著提高了其穩(wěn)定性．則n=
80
80
．

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科目：高中化學 來源： 題型：

1996年諾貝爾化學獎授予對發(fā)現(xiàn)C60有重大貢獻的三位科學家。C60分子是形如球狀的多面體（如圖），該結(jié)構(gòu)的建立基于以下考慮：

C60的結(jié)構(gòu)

①C60分子中每個碳原子只跟相鄰的3個碳原子形成化學鍵；

②C60分子只含有五邊形和六邊形；

③多面體的頂點數(shù)、面數(shù)和棱邊數(shù)的關系遵循歐拉定理：

頂點數(shù)+面數(shù)－棱邊數(shù)=2。

據(jù)上所述，可推知C60分子有12個五邊形和20個六邊形，C60分子所含的雙鍵數(shù)為30。

請回答下列問題：

（1）固體C60與金剛石相比較，熔點較高者應是_________，理由是：_____________________________________________________________________。

（2）試估計C60跟F2在一定條件下能否發(fā)生反應生成C60F60（填“可能”或“不可能”）_______________________，理由：__________________________________。

（3）通過計算，確定C60分子所含單鍵數(shù)為 _________________。

（4）C70分子也已制得，它的分子結(jié)構(gòu)模型可以與C60同樣考慮而推知。通過計算確定C70分子中五邊形和六邊形的數(shù)目。C70分子中所含五邊形數(shù)為___________，六邊形數(shù)為__________。

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科目：高中化學 來源： 題型：

1996年諾貝爾化學獎授予對發(fā)現(xiàn)C60有重大貢獻的三位科學家。C60分子是形如球狀的多面體，如右圖，該結(jié)構(gòu)的建立基于以下考慮：C60分子中每個碳原子只跟相鄰的3個碳原子形成化學鍵；C60分子只含有五邊形和六邊形；碳與碳之間既有單鍵又有雙鍵，每個碳原子仍然滿足四個價鍵飽和；多面體的頂點數(shù)、面數(shù)和棱邊數(shù)的關系，遵循歐拉定理：頂點數(shù)+面數(shù)-棱邊數(shù)=2。

請完成下列問題：

(1)一個C60分子中有多少個五邊形和多少個六邊形？

(2)一個C60分子中有多少個C=C？

(3)已知C70分子的結(jié)構(gòu)模型也遵循C60的那些規(guī)律，請確定C70分子結(jié)構(gòu)中上述幾項參數(shù)。

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科目：高中化學 來源：2012屆福建省高二下學期第一次月考化學試卷 題型：計算題

1996年諾貝爾化學獎授予對發(fā)現(xiàn)  C60有重大貢獻的三位科學家。C60分子是形如球狀的多面體，如右圖，該結(jié)構(gòu)的建立基于以下考慮：C60分子中每個碳原子只跟相鄰的3個碳原子形成化學鍵；C60分子只含有五邊形和六邊形；碳與碳之間既有單鍵又有雙鍵，每個碳原子仍然滿足四個價鍵飽和.

多面體的頂點數(shù)、面數(shù)和棱邊數(shù)的關系，遵循歐拉定理：

頂點數(shù) + 面數(shù) - 棱邊數(shù) = 2 。

請回答：

一個C60分子中有多少個五邊形和多少個六邊形？

 

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