富勒烯是由60个碳原子构成的分子,碳原子成键情况与苯分子相似,由于它形似足球,所以又称足球烯.关于足球烯分子的叙述不正确的是()A.一个分子中有12个五边形、20个六边形B.

富勒烯是由60个碳原子构成的分子,碳原子成键情况与苯分子相似,由于它形似足球,所以又称足球烯.关于足球烯分子的叙述不正确的是(  )

A. 一个分子中有12个五边形、20个六边形

B. 按凯库勒价键理论计算,12克足球烯可形成共价键的数目(共用电子对数)为1.5NA

C. 按碳元素的四价理论计算,一个分子中有30个碳碳双键、60个碳碳单键

D. N60分子与足球烯分子相似,每个氮原子的最外层电子数都满足8电子稳定结构


参考答案


设C60分子中含有x个五边形和y个六边形.根据欧拉定理求棱边数:每个顶点伸出三条棱,而每条棱又总是由两个顶点共有,每个顶点单独伸出的棱有1.5条,60个顶点共伸出的棱为60×1.5=90条.至此,依据欧拉定理可写出:60+x+y-90=2 ①
每条棱是由两个面共用的,所以,一个五边形单独占有的棱边数为2.5条,一个六边形单独占有的棱边数为3条,由棱边数守恒2.5x+3y=90 ②联立①②可以解得:x=12,y=20.
A、通过以上分析知一个分子中有12个五边形、20个六边形,故A正确;
B、通过以上分析知1个足球烯分子中有30个碳碳双键,60个碳碳单键,12克足球烯可形成共价键的数目为
12g
720g/mol
×NA×120=2NA,故B错误;
C、通过以上分析知五边形的碳形成共价双键,五边形的碳形成共价单键,所以一个分子中有30个碳碳双键,60个碳碳单键,故C正确;
D、通过以上分析知足球烯每个碳原子的最外层电子数都满足8电子稳定结构,N60分子与足球烯分子相似,每个氮原子的最外层电子数都满足8电子稳定结构,故D正确.
故选:B.

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