Question

【題目】(1)碳的一種單質的結構如圖（a）所示。該單質的晶體類型為___________，碳原子的雜化軌道類型為_________。

(2)SiCl4分子的中心原子的價層電子對數(shù)為__________，分子的立體構型為_______。

(3)四鹵化硅SiX4的沸點和二鹵化鉛PbX2的熔點如圖（b）所示。

SiX4的沸點依F、Cl、Br、I次序升高的原因是：______________________________________。

(4)碳的另一種單質C60可以與鉀形成低溫超導化合物，晶體結構如圖（c）所示。K位于立方體的棱上和立方體的內部，此化合物的化學式為_______________；其晶胞參數(shù)為1.4 nm，晶體密度為___________________________________g·cm-3（列式并計算保留1位小數(shù)）。

Answer 1

【答案】混合型晶體 sp2 4 正四面體 均為分子晶體，范德華力隨分子相對質量增大而增大 K3C60 2.0

【解析】

（1）碳的一種單質的結構如圖（a）所示，應為石墨；同層的碳原子與相鄰碳原子形成3個鍵，無孤電子對；(2)中心原子的價層電子對數(shù)=中心原子孤電子對數(shù)+中心原子與周圍原子形成σ鍵電子對數(shù)；(3)SiX4均為分子晶體，相對分子質量越大，沸點越高；(4)根據(jù)均攤原則計算化學式；1個晶胞含有4個C60、12個K原子，所以晶胞的摩爾質量是4×60×12+12×39=3348g/mol；晶胞參數(shù)1.4nm，則1個晶胞的體積是(1.4×10-7)3cm3。

（1）碳的一種單質的結構如圖（a）所示，應為石墨，屬于混合型晶體；同層的碳原子與相鄰碳原子形成3個鍵，無孤電子對，所以碳原子的雜化軌道類型為sp2；(2)中心原子的價層電子對數(shù)=中心原子孤電子對數(shù)+中心原子與周圍原子形成σ鍵電子對數(shù)，SiCl4分子的中心原子是Si，孤電子對數(shù)為0，與氯原子形成4個σ鍵，所以價層電子對數(shù)為4；根據(jù)價電子互斥理論，SiCl4分子的立體構型為正四面體；(3)SiX4均為分子晶體，范德華力隨分子相對質量增大而增大，所以SiX4的沸點依F、Cl、Br、I次序升高；(4)根據(jù)均攤原則，1個晶胞中C60數(shù)是，K原子數(shù)是，所以化學式為K3C60；1個晶胞含有4個C60、12個K原子，所以晶胞的摩爾質量是4×60×12+12×39=3348g/mol；晶胞參數(shù)1.4nm，則1個晶胞的體積是(1.4×10-7)3cm3，晶體的密度為 g·cm–3=2.0 g·cm–3。