1996年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予對(duì)發(fā)現(xiàn)C
60(足球烯,富勒烯分子家族中最重要的一種分子)有重大貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家.科學(xué)家認(rèn)為C
60家庭的前景可以和100年前發(fā)現(xiàn)苯環(huán)一樣,將為有機(jī)化學(xué)和材料科學(xué)的發(fā)展開拓廣闊的前景.C
60分子是形如球狀的多面體(如下左圖),該結(jié)構(gòu)的建立基于以下考慮:①C
60分子中每個(gè)碳原子只跟相鄰的3個(gè)碳原子形成σ鍵,每個(gè)碳原子剩余的價(jià)電子參與π鍵的形成;②C
60分子只含有五邊形碳環(huán)和六邊形碳環(huán);③多面體的頂點(diǎn)數(shù)、面數(shù)和棱邊數(shù)的關(guān)系,遵循歐拉定理:頂點(diǎn)數(shù)+面數(shù)-棱邊數(shù)=2.
請(qǐng)回答下列問題:
(1)C
60與金剛石均為碳元素的同素異形體,兩種固體相比較,熔點(diǎn)較高者應(yīng)是
,理由是:
.
(2)據(jù)上述可推知C
60分子含的雙鍵數(shù)為
.C
70分子也已制得,它的分子結(jié)構(gòu)模型可以與C
60同樣考慮推知.則C
70分子中五邊形碳環(huán)和六邊形碳環(huán)的數(shù)目各為
和
.
(3)目前,化學(xué)家們已經(jīng)找到十余種富勒烯家族的C
x,它們分子結(jié)構(gòu)中都由正五邊形和正六邊形構(gòu)成的封閉的凸多面體.18世紀(jì)俄羅斯數(shù)學(xué)家萊昂哈德?歐拉通過理論論證,明確指出任何一個(gè)這樣的多面體都必須恰好具有12個(gè)五邊形方能閉合成多面體.則下列物質(zhì)不屬于富勒烯家族的有
.
A.C
18 B.C
44 C.C
72 D.C
105(4)已知C
60晶體中C
60分子間采取類似金屬銅那樣的面心立方堆積(如上中圖),假設(shè)C
60分子間緊密堆積,其晶體密度為dg?cm
-3,阿伏伽德羅常數(shù)值為N
A,則C
60分子的直徑為
cm.
(5)北京大學(xué)與中科院物理研究所合作,已成功研制出了具有超導(dǎo)性能的金屬摻雜C
60的超導(dǎo)體.某金屬鉀摻雜C
60超導(dǎo)體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示(
表示K),則該超導(dǎo)體的化學(xué)式為
.