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)碳的一種單質的結構如圖(a)所示。該單質的晶體類型為_______，原子間存在的共價鍵類型有________，碳原子的雜化軌道類型為________。

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

(3)四鹵化硅SiX4的沸點和二鹵化鉛PbX2的熔點如圖(b)所示。

①SiX4的沸點依F、Cl、Br、I次序升高的原因是________。

②結合SiX4的沸點和PbX2的熔點的變化規律，可推斷：依F、Cl、Br、I次序，PbX2中的化學鍵的離子性_______。(填“增強”“不變”或“減弱”)

(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_________。

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質量增大而增大 減弱 K3C60

【解析】

根據晶胞結構判斷晶體類型及原子間存在的共價鍵類型，根據雜化軌道及價電子互斥理論判斷分析立體構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的變化規律，根據均攤法確定化合物的化學式。

(1)該單質為石墨，屬于混合型晶體，在石墨晶體中，同層的每一個碳原子以sp2雜化軌道與相鄰的三個碳原子以σ鍵結合，六個碳原子在同一個平面上形成了正六邊形的環，伸展成片層結構，在同一平面的碳原子還各剩下一個p軌道，其中有一個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σ鍵，孤電子對數為，價層電子對數為4，空間構型為正四面體，該分子中正負中心電荷相互重合，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，熔沸點越高，范德華力隨著相對分子質量的增大而增大，即熔沸點逐漸升高，故答案為：均為分子晶體，范德華力隨分子相對質量增大而增大；

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

(4)根據晶胞的結構，C60位于頂點和面心，個數為，K為與棱上和內部，個數為，因此化學式為K3C60，故答案為：K3C60。