Question

1996年诺贝尔化学奖授予对发现 有重大贡献的三位科学家.分子是形如球状的多面体(如图2—20)，该结构的建立基于以下考虑：

①分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键；②分子只含有五边形和六边形；③多面体的顶点数、面数和棱边数的关系遵循欧拉定理：顶点数+面数-棱边数＝2.据上所述，可推知分子有12个五边形和20个六边形，分子所含的双键数为30.请回答下列问题：

(1)固体与金刚石相比较，熔点较高者应是___________，理由是_________.

(2)试估计跟在一定条件下能否发生反应生成(填“可能”或“不可能”)________.并简述其理由：_______.

(3)通过计算，确定分子所含单键数为________.

(4)分子也已制得，它的分子结构模型可以与同样考虑而推知，通过计算确定分子中五边形和六边形的数目.分子中所含五边形数为__________，六边形数为________.

(5)德国和美国科学家首次制造出了由20个碳原子组成的空心笼状分子，如图2-21所示.这一成果刊登在2000年9月7日出版的英国《自然》杂志上.根据理论计算，包含20个碳原子、仅仅由正五边形构成的分子是富勒式结构分子中最小的一种.中有__________个五边形；共有______条棱边.

(6)目前，科学家拟合成一种“二重构造”的球型分子，即把“足球型”的与“足球型”的的分子进行重新构造，并使硅原子与碳原子以共价键结合.请回答下列问题：

①你认为与的分子应采取怎样的镶嵌_________，理由是________.

②“二重构造”后的晶体属于_________晶体，其熔点与、相比_______.

(7)最近有人用一种称为“超酸”的化合物和反应，使获得一个质子，得到一种新型离子化合物.回答如下问题：

①以上反应类型上可以跟中学化学课本中的一个化学反应相比拟，后者是_______________________.

②上述阴离子的结构可以跟图2-22的硼二十面体相比拟，也是一个闭合的纳米笼，而且，子有如下结构特征：它有一根轴穿过笼心，依据这根轴旋转360°／5的度数，不能察觉是否旋转过.请在图2-23中添加原子(用元素符号表示)和短线(表示化学键)画出上述阴离子.

Answer 1

(1)金刚石，金刚石是原子晶体，为分子晶体  (2)可能，因分子含30个双键，与极活泼的发生加成反应即可生成  (3)60(提示：可据欧拉定理求出总键数：60+(12+20)-2=90，所以单键数为90-30＝60)  (4)12个，30个  (5)12，30  (6)①应将溶进的分子中，因为Si的原子半径大，所以的体积大于；②属于分子晶体，比、均高 

(7)①；②如下图答2—2所示．