Question

（2012?濰坊一模）[物質結構與性質]
碳氫氟氮硅等非金屬元素與人類的生產生活息息相關．回答下列問題：
（1）寫出硅原子的電子排布式

1s²2s²2p⁶3s²3p²

．C、Si、N的電負性由大到小的順序是

N＞C＞Si

．
（2）氟化氫水溶液中存在氫鍵有

4

種．
（3）科學家把C₆₀和K摻雜在一起制造了一種富勒烯與鉀的化合物，該物質在低溫時是一種超導體，其晶胞如圖所示，該物質中K原子和C₆₀分子的個數比為

3：1

．
（4）繼C₆₀后，科學家又合成了Si₆₀、N₆₀．請解釋如下現象：熔點：Si₆₀＞N₆₀＞C₆₀，而破壞分子所需要的能量：N₆₀＞C₆₀＞Si₆₀，其原因是：

破壞分子需要斷開化學鍵，元素的電負性越大，其形成的化學鍵越穩定，斷鍵需要的能量越多

．

Answer 1

分析：（1）Si是14號元素，其原子核外有14個電子，根據構造原理寫出其核外電子排布式，同一周期中元素的電負性隨著原子序數的增大而增大，同一主族中元素的電負性隨著原子序數的增大而減小；
（2）氟化氫的水溶液中存在的氫鍵有：氟化氫分子間、水分子間、氟化氫和水分子間；
（3）利用均攤法確定K原子和C₆₀分子的個數比；
（4）結構相似的分子晶體熔點與其相對分子質量成正比，破壞分子需要斷開化學鍵，元素的化學鍵的穩定性與元素的電負性成正比．

解答：解：（1）Si是14號元素，其原子核外有14個電子，根據構造原理知，其核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p¹，同一周期中元素的電負性隨著原子序數的增大而增大，同一主族中元素的電負性隨著原子序數的增大而減小，C、N屬于同一周期，C的原子序數小于N，所以C的電負性小于N，C和Si元素屬于同一主族，C的原子序數小于Si元素，則C元素的電負性大于Si，所以電負性N＞C＞Si，故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p¹；N＞C＞Si；
（2）氟化氫的水溶液中存在的氫鍵有：氟化氫分子間、水分子間、氟化氫和水分子間有兩種，所以一共有4種氫鍵，故答案為：4；
（3）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；
（4）Si₆₀、N₆₀、C₆₀都是結構相似的分子晶體，分子晶體的熔點與其相對分子質量成正比，相對分子質量越大，分子間作用力越強，熔化所需能量越多，所以熔點Si₆₀＞N₆₀＞C₆₀；破壞分子需要斷開化學鍵，元素的電負性越大，其形成的化學鍵越穩定，斷鍵需要的能量越多，所以破壞分子需要的能量順序為：N₆₀＞C₆₀＞Si₆₀，
故答案為：破壞分子需要斷開化學鍵，元素的電負性越大，其形成的化學鍵越穩定，斷鍵需要的能量越多．

點評：本題考查核外電子排布式的書寫、氫鍵、化學式的確定等知識點，明確影響分子晶體中熔點、化學鍵大小的因素，為學習難點．