Question

1．（1）鉻的外圍電子排布式是3d⁵4s¹，與鉻同周期，最外層有3個未成對電子數(shù)的元素名稱是砷，該元素對應的最低價氫化物分子的中心原子采取
了sp³ 雜化方式，分子的空間構型是三角錐．
（2）富勒烯（C₆₀）的結構如圖，1molC₆₀分子中σ鍵的數(shù)目為90N_A．繼C₆₀后，科學家又合成了Si₆₀、N₆₀．請解釋如下現(xiàn)象：熔點：Si₆₀＞N₆₀＞C₆₀，而破壞分子所需要的能量：N₆₀＞C₆₀＞Si₆₀，其原因是：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；而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(wěn)定，斷鍵需要的能量越多．
（3）氟化氫水溶液中存在氫鍵有4種．
（4）2011年諾貝爾化學獎授予了因發(fā)現(xiàn)準晶體材料的以色列科學家．某準晶體是錳與另一個短周期元素X形成的凝固態(tài)．已知：金屬的電負性一般小于1.8．元素X與同周期相鄰元素Y、Z的性質如下表：則X元素符號是Al，錳與X在準晶體中的結合力為金屬鍵．

元  素	X	Y	Z
電 負 性	1.5	1.2	1.8
第一電離能/kJ•mol-1	578	738	787

Answer 1

分析 （1）鉻為24號元素，處于第四周期第VIB族，最外層6個電子，據(jù)此書寫；與鉻同周期，最外層有3個未成對電子數(shù)的元素是砷，該元素的最低價氫化物是砷化氫，根據(jù)價層電子對互斥理論確定砷原子雜化方式及分子的空間構型；
（2）利用均攤法計算每個碳原子含有幾個σ鍵，從而計算1mol C₆₀分子中σ鍵的數(shù)目；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(wěn)定性與元素的電負性成正比；
（3）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；
（4）根據(jù)X的電負性和電離能判斷出X為Al元素，與Mn結合在一起的化學鍵為金屬鍵．

解答 解：（1）鉻為24號元素，處于第四周期第VIB族，最外層6個電子，其價電子排布為：3d⁵4s¹，與鉻同周期，最外層有3個未成對電子數(shù)的元素是砷，該元素的最低價氫化物是砷化氫，砷化氫分子中砷原子含有3個共價單鍵及一個孤電子對，所以其雜化方式為sp³，該分子為三角錐形結構，故答案為：3d⁵4s¹；砷；sp³； 三角錐；
（2）每個碳原子含有的σ鍵個數(shù)且不含孤電子對，所以采用sp² 雜化，每個碳原子含有的σ鍵個數(shù)為$\frac{3}{2}$，所以1mol C₆₀分子中σ鍵的數(shù)目=$\frac{3}{2}$N_A=90N_A，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(wěn)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：90N_A；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，而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(wěn)定，斷鍵需要的能量越多；
（3）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；
（4）X第三電離能與第四電離能之間有較大的差距，說明X最外層電子數(shù)為3，且電負性小于2，屬于金屬，可推斷為Al元素，Mn是金屬，二者以金屬鍵結合，故答案為：Al；金屬鍵．

點評 本題考查了物質結構及性質，涉及知識點較多，同時考查學生空間想象能力中原子的堆積模式，難點是雜化方式的判斷，知道價層電子對的計算方法，難度中等．