Question

高溫超導材料是科學家研究的重點物質之一．
（1）科學家把C₆₀和K摻雜在一起制造了一種富勒烯化合物，其晶胞如圖1所示．該富勒烯化合物中的K原子和C₆₀分子的個數比為

3：1

．

（2）某同學畫出的C的核外電子排布（軌道表示式）如圖2所示，該電子排布圖（軌道表示式）違背了

洪特規則

，請你畫出正確的電子排布圖（軌道表示式）

．
（3）金屬鉀采用的是圖3中的

A

（填字母代號）堆積方式．
（4）富勒烯（C₆₀）的結構如圖4所示．
①1mol C₆₀分子中σ鍵的數目為

90N_A

．
②已知：金剛石中的C-C的鍵長為154.45pm，C₆₀中C-C鍵長為145～140pm．有同學據此推斷C₆₀的熔點高于金剛石，你認為是否正確并闡述理由：

錯誤，因為金剛石是原子晶體，而C₆₀是分子晶體

．

Answer 1

分析：（1）利用均攤法確定K原子和C₆₀分子的個數比；
（2）根據洪特規則可知，電子排布時優先占據1個軌道，且自旋方向相同；
（3）鉀是體心立方堆積，其配位數是8；
（4）①利用均攤法計算一個碳原子含有的σ鍵個數，在計算1mol C₆₀分子中σ鍵的數目；
②物質的熔點與晶體類型有關，原子晶體的熔點大于分子晶體．

解答：解：（1）該晶胞中C₆₀個數=1+8×

1

8

=2，6×2×

1

2

=6，所以K原子和C₆₀分子的個數比為6：2=3：1，故答案為：3：1；
（2）根據洪特規則可知，電子排布時優先占據1個軌道，且自旋方向相同，所以其軌道排布圖違反了洪特規則，其電子排布圖為：，
故答案為：洪特規則，；
（3）鉀是體心立方堆積，其配位數是8，故選A；
（4）①1個 C₆₀分子中的一個碳原子含有1.5個σ鍵，所以一個 C₆₀分子中含有90個σ鍵，則1mol C₆₀分子中σ鍵的數目為90N_A，
故答案為：90N_A；  
②原子晶體的熔點大于分子晶體，金剛石是原子晶體，C₆₀是分子晶體，物質的熔點與鍵長無關，所以該說法錯誤，故答案為：錯誤，因為金剛石是原子晶體，而C₆₀是分子晶體．

點評：本題考查了物質結構和性質，涉及晶胞的計算、電子排布圖等知識點，難度不大，離子配位數的判斷是學習難點，會運用均攤法計算化學鍵、晶胞的化學式等．