Question

【題目】材料科學發展日新月異。

（1）某太陽能吸熱涂層以鎳或鎳合金空心球為吸收劑，基態鎳原子的價層電子排布式是____________。某鎳配合物結構如圖5所示，分子內含有的作用力有_______________（填序號）。

A.氫鍵 B.離子鍵 C.共價鍵 D.金屬鍵 E.配位鍵

（2）某金屬M與C60可制備一種超導材料，晶胞如圖1所示，M原子位于晶胞的棱上與內部。該材料的化學式為__________________。

（3）碳的一種同素異形體——石墨，其晶體結構如圖2所示，碳原子的雜化方式_____________，圖3虛線勾勒出的是其晶胞。則石墨晶胞含碳原子個數為________________個。

（4）有機太陽能固體電池材料含有高純度C60，其結構如圖4，1molC60分子中π鍵的數目為_______，C60的晶胞結構如圖4，則一個C60分子周圍有_________個緊鄰C60分子，其固體屬于___________晶體。C60能在溶劑二硫化碳中溶解而不溶于水的原因是_________________。已知該晶胞的密度為ρ g·cm-3則兩個最近C60間的距離為_________________nm（列出計算式，已知阿伏伽德羅常數的值為NA）。

Answer 1

【答案】 3d84s2 :ACE M3C60 sp2 4 30NA 12 分子 C60與二氧化硫都是非極性分子，相似相溶，而水是極性分子 ×107

【解析】本題考查《物質結構與性質》，（1）Ni位于VIII族，即Ni的價電子包括最外層電子和次外層的d能級，Ni的價電子排布式為3d84s2，根據圖5的Ni和N之間存在配位鍵，N=C、C－C、N－O、C－H、O－H之間是共價鍵或極性共價鍵，O…H之間存在氫鍵，故選項ACE正確；（2）C60位于晶胞的頂點和面心，個數為8×1/8＋6×1/2=4，M位于棱上和體心，個數為12×1/4＋9=12，化學式為M3C60；（3）根據圖2，石墨中碳原子形成3個C－C，無孤電子對，因此雜化類型為sp2，根據圖3碳原子位于頂點、棱上、面心、體心，因此個數為8×1/8＋4×1/4＋1＋2×1/2=4；（4）C60中一個碳原子有2個C－C，1個C=C，根據均攤法，1個碳原子有1/2個π鍵，1molC60中含有π鍵的數目是60×1/2×NA=30NA，C60屬于分子晶體，一個C60分子周圍有12個緊鄰的C60，C60與二氧化硫都是非極性分子，相似相溶，而水是極性分子；C60的晶胞與干冰的晶胞相似，設棱長為acm，晶胞的質量為(8×1/8＋6×1/2)×720/NAg=2880/NAg，晶胞的體積為a3cm3，根據密度的定義，ρ=2880/NA a3，a= ，兩個最近C60間距離是面心對角線的一半，即××107nm。