Question

【題目】ⅣA族元素及其化合物在材料等方面有重要用途。回答下列問題：

(1)碳的一種單質(zhì)的結(jié)構(gòu)如圖(a)所示。該單質(zhì)的晶體類型為_______，原子間存在的共價(jià)鍵類型有________，碳原子的雜化軌道類型為________。

(2)SiCl4分子的立體構(gòu)型為________，屬于________分子(填“極性”或“非極性”)。

(3)四鹵化硅SiX4的沸點(diǎn)和二鹵化鉛PbX2的熔點(diǎn)如圖(b)所示。

①SiX4的沸點(diǎn)依F、Cl、Br、I次序升高的原因是________。

②結(jié)合SiX4的沸點(diǎn)和PbX2的熔點(diǎn)的變化規(guī)律，可推斷：依F、Cl、Br、I次序，PbX2中的化學(xué)鍵的離子性_______。(填“增強(qiáng)”“不變”或“減弱”)

(4)碳的另一種單質(zhì)C60可以與鉀形成低溫超導(dǎo)化合物，晶體結(jié)構(gòu)如圖(c)所示。K位于立方體的棱上和立方體的內(nèi)部，此化合物的化學(xué)式為_________。

Answer 1

【答案】混合型晶體 σ鍵、π鍵 sp2 正四面體 非極性 均為分子晶體，范德華力隨分子相對(duì)質(zhì)量增大而增大 減弱 K3C60

【解析】

根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)判斷晶體類型及原子間存在的共價(jià)鍵類型，根據(jù)雜化軌道及價(jià)電子互斥理論判斷分析立體構(gòu)型與中心原子的雜化方式，利用范德華力的大小解釋分子晶體熔沸點(diǎn)的變化規(guī)律，根據(jù)均攤法確定化合物的化學(xué)式。

(1)該單質(zhì)為石墨，屬于混合型晶體，在石墨晶體中，同層的每一個(gè)碳原子以sp2雜化軌道與相鄰的三個(gè)碳原子以σ鍵結(jié)合，六個(gè)碳原子在同一個(gè)平面上形成了正六邊形的環(huán)，伸展成片層結(jié)構(gòu)，在同一平面的碳原子還各剩下一個(gè)p軌道，其中有一個(gè)2p電子。這些p軌道又都互相平行，并垂直于碳原子sp2雜化軌道構(gòu)成的平面，形成了大π鍵，故答案為：混合型晶體；σ鍵、π鍵；sp2；；

(2)SiCl4中心原子是Si，有4個(gè)σ鍵，孤電子對(duì)數(shù)為，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，空間構(gòu)型為正四面體，該分子中正負(fù)中心電荷相互重合，屬于非極性分子，故答案為：正四面體；非極性；

(3)①SiX4屬于分子晶體，不含分子間氫鍵，范德華力越大，熔沸點(diǎn)越高，范德華力隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增大而增大，即熔沸點(diǎn)逐漸升高，故答案為：均為分子晶體，范德華力隨分子相對(duì)質(zhì)量增大而增大；

②同主族從上到下非金屬性減弱，得電子能力減弱，因此PbX2中化學(xué)鍵的離子型減弱，故答案為：減弱；

(4)根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)，C60位于頂點(diǎn)和面心，個(gè)數(shù)為，K為與棱上和內(nèi)部，個(gè)數(shù)為，因此化學(xué)式為K3C60，故答案為：K3C60。