Question

2．C₆₀（結(jié)構(gòu)模型如圖1所示）的發(fā)現(xiàn)是化學(xué)界的大事之一．C₆₀與金屬鉀化合生成K₃C₆₀具有超導(dǎo)性．
（1）C₆₀晶體中C₆₀和C₆₀間作用力屬于分子間作用力（填“離子鍵”、“共價鍵”或“分子間作用力”）．
（2）如圖2依次是石墨、金剛石的結(jié)構(gòu)圖：
石墨中碳原子的雜化方式是sp²；石墨的熔點＞金剛石的熔點（填“＞”或“＜”）．
（3）金剛石晶胞含有8個碳原子．若碳原子半徑為r，金剛石晶胞的邊長為a，根據(jù)硬球接觸模型，則r=$\frac{\sqrt{3}}{8}$a．

Answer 1

分析 （1）C₆₀單質(zhì)為分子晶體，微粒之間的作用力為分子間作用力；
（2）根據(jù)價層電子對互斥理論判斷C原子雜化類型，石墨中的碳原子與相鄰的三個碳原子以σ鍵結(jié)合；石墨熔化時除了克服共價鍵以外，還要克服范德華力；
（3）金剛石晶胞中碳原子個數(shù)=4+8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$；根據(jù)硬球接觸模型，正方體對角線的$\frac{1}{4}$就是C-C鍵的鍵長，據(jù)此計算原子半徑．

解答 解：（1）C₆₀單質(zhì)為分子晶體，微粒之間的作用力為分子間作用力，
故答案為：分子間作用力；
（2）石墨中的碳原子與相鄰的三個碳原子以σ鍵結(jié)合，形成平面正六邊形結(jié)構(gòu)，碳原子的雜化類型為sp²雜化，金剛石中碳碳鍵和石墨中碳碳鍵都是C-C共價鍵，金剛石熔化破壞共價鍵，石墨熔化時除了克服共價鍵以外，還要克服范德華力，所以相同條件下石墨的熔點應(yīng)高于金剛石，
故答案為：sp²；＞；
（3）金剛石晶胞中碳原子個數(shù)=4+8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=8；根據(jù)硬球接觸模型，正方體對角線的$\frac{1}{4}$就是C-C鍵的鍵長，晶胞正方體對角線長度=$\sqrt{3}$a，所以$\frac{1}{4}\sqrt{3}$a=2r，所以r=$\frac{\sqrt{3}}{8}$a，
故答案為：8；$\frac{\sqrt{3}}{8}$．

點評 本題考查晶胞計算、原子雜化、晶體類型判斷等知識點，側(cè)重考查分析判斷及計算能力，難點是晶胞計算，明確金剛石中C-C鍵鍵長與棱長關(guān)系是解（3）題關(guān)鍵，題目難度中等．