Question

納米技術制成的金屬燃料、非金屬固體燃料、氫氣等已應用到社會生活和高科技領域。單位質量的A和B單質燃燒時均放出大量熱，可用作燃料。已知A和B為短周期元素，其原子的第一至第四電離能如下表所示：

電離能(kJ/mol)	I1	I2	I3	I4
A	932	1821	15390	21771
B	738	1451	7733	10540

 
（1）某同學根據上述信息，推斷B的核外電子排布如圖所示，該同學所畫的電子排布圖違背了         。

（2）ACl₂分子中A的雜化類型為        。
（3）我國部分城市霧霾天占全年一半，引起霧霾的PM2.5微細粒子包含(NH₄)₂SO₄、NH₄NO₃、有機顆粒物及揚塵等，其中SO₄^2－的空間構型是           (用文字描述)，與NO₃^－互為等電子體的分子是          。
（4）科學家把C₆₀和鉀摻雜在一起制造了一種富勒烯化合物， 其晶胞如圖所示，該物質在低溫時是一種超導體。寫出基態鉀原子的價電子排布式         ，該物質的K原子和C₆₀分子的個數比為          。

（5）繼C₆₀后，科學家又合成了Si₆₀、N₆₀，C、Si、N原子電負性由大到小的順序是          。Si₆₀分子中每個硅原子只跟相鄰的3個硅原子形成共價鍵，且每個硅原子最外層都滿足8電子穩定結構，則Si₆₀分子中π鍵的數目為      。

Answer 1

（1）能量最低原理    (2分)
（2）SP            （2分）
（3）正四面體   （1分）  SO₃或者BF₃  （1分）
（4）4S¹    （1分）  3:1 （2分）
（5）N>C>Si （1分）   30 （2分）

解析試題分析：元素AB的第2和第3電離能相差較大，故兩種原子最外層均為2個電子，但B的第一電離能小金屬性強，故AB分別為Be和Mg。（1）該原子的3s軌道沒有呢排滿已排進3p軌道，故不符合能量最低原理；（2）BeCl₂分子價電子對數為（2+2）÷2=2，故為sp雜化；（3）SO₄^2－中硫的價電子對數為（6+2）÷2=4，為sp3雜化，空間構型為正四面體；NO₃^－互為等電子體的分子為SO₃、BF₃、BCl₃、AlCl₃等；（4）注意價電子排布式是指主族元素的最外層，過渡元素（第4周期）的3d軌道和4s軌道；
該晶胞中黑球有12×1\2=6，C₆₀有8×1\8+1=2，K原子和C₆₀分子的個數比為3：1；（5）元素的電負性變化為同周期從左到右增強，同主族由下到上增強，故有N>C>Si；硅原子應形成4個公用電子對才能達到8電子穩定結構，但其只與3個原子成鍵，因此與其中一個原子形成雙鍵，雙鍵中含有1個π鍵，每個雙鍵兩個硅原子共用，計算為1×1/2×60 =30.
考點：考查物質結構有關問題。