Question

1996年諾貝爾化學獎授予對發(fā)現(xiàn)C₆₀有重大貢獻的三位科學家．C₆₀分子是形如球狀的多面體(如圖所示)，該結(jié)構(gòu)的建立基于以下考慮：

①C₆₀分子中每個碳原子只跟相鄰的3個碳原子形成化學鍵；

②C₆₀分子只含有五邊形和六邊形；

③多面體的頂點數(shù)、面數(shù)和棱邊數(shù)的關系遵循歐拉定理：頂點數(shù)＋面數(shù)－棱邊數(shù)＝2

據(jù)上所述，可推知C₆₀分子有12個五邊形和20個六邊形，C₆₀分子所含的雙鍵數(shù)為30．

請回答下列問題：

(1)固體C₆₀與金剛石相比較，熔點較高者應是________，理由是________．

(2)試估計C₆₀跟F₂在一定條件下，能否發(fā)生反應生成C₆₀F₆₀(填“可能”或“不可能”)：________，并簡述其理由：________．

(3)通過計算確定C₆₀分子所含單鍵數(shù)，C₆₀分子所含單鍵數(shù)為________．

(4)C₇₀分子也已制得，它的分子結(jié)構(gòu)模型可以與C₆₀同樣考慮而推知．通過計算確定C₇₀分子中五邊形和六邊形的數(shù)目．

C₇₀分子中所含五邊形數(shù)為________，六邊形數(shù)為________．

Answer 1

答案：
解析：

(1)金剛石屬于原子晶體，而固體C60不是，故金剛石熔點較高． 　　(2)可能，因C60分子含30個雙鍵，與極活潑的F2發(fā)生加成反應即可生成C60F60． 　　(3)依題意，C60分子形成的化學鍵數(shù)為：(3×60)/2＝90 　　也可由歐拉定理計算鍵數(shù)(即棱邊數(shù))：60＋(12＋20)－2＝90 　　C60分子中單鍵為：90－30＝60 　　(4)設C70分子中五邊形數(shù)為x，六邊形數(shù)為y．依題意可得方程組： 　　(5x＋6y)/2＝(3×70)/2(鍵數(shù)，即棱邊數(shù))① 　　70＋(x＋y)－(3×70)/2＝2(歐拉定理)② 　　解得：五邊形數(shù)x＝12，六邊形數(shù)y＝25

提示：

根據(jù)晶體中共享的原則判斷成鍵的數(shù)量：每個碳原子形成3個鍵，但是每個鍵被兩個碳原子共用，即每個成鍵原子占有1/2；單雙鍵數(shù)量除了根據(jù)歐拉定理計算，也可由成鍵電子數(shù)計算得到：設單鍵數(shù)為x，雙鍵數(shù)為y，則x＋y＝90，2x＋4y＝60×4(成鍵電子總數(shù))．