2022年4月，《科學(xué)》雜志報(bào)道了我國科研人員設(shè)計(jì)并制備了在惰性二氧化硅基底上結(jié)合Cu和C₆₀的復(fù)合催化劑：C₆₀-Cu/SiO₂，實(shí)現(xiàn)了在溫和的壓力條件下將有機(jī)物DMO氫化成乙二醇。合成示意圖如圖：
（1）復(fù)合催化劑上存在著兩種不同價(jià)態(tài)的銅元素。Cu⁰促進(jìn)H₂的解離，Cu⁺促進(jìn)H和DMO反應(yīng)，Cu⁺的價(jià)電子排布式為

3d¹⁰

3d¹⁰

；基底材料SiO₂的晶胞結(jié)構(gòu)如圖a所示，圖b為SiO₂晶胞中Si原子的俯視圖，其中O原子略去，Si原子旁標(biāo)注的數(shù)字表示每個(gè)Si原子位于z軸的高度。Si_A與Si_B的距離是

2

2

d

2

2

d

。
（2）在該催化劑中，C₆₀與Cu發(fā)生電子相互作用，以保護(hù)不穩(wěn)定的Cu⁺免受氧化和還原。研究表明C₆₀分子中碳原子的雜化方式為sp^2.28，介于sp²和sp³之間，則每個(gè)σ鍵軌道近似含有s成分的百分?jǐn)?shù)為

30.5

30.5

%（保留至小數(shù)點(diǎn)后1位），C₆₀晶體中，每個(gè)C₆₀分子中與之距離最近的C₆₀分子有

12

12

個(gè)，C₆₀與鉀形成一個(gè)超導(dǎo)化合物，晶胞結(jié)構(gòu)如圖c所示，其中鉀位于晶胞內(nèi)部和棱上，此化合物的化學(xué)式為

K₃C₆₀

K₃C₆₀

。
（3）該制備工藝中甲醇可以循環(huán)利用。甲醇與金屬鈉反應(yīng)比乙醇快，原因是

乙基和甲基都是推電子基態(tài)，乙基比甲基長，乙基推電子效應(yīng)大，使乙醇中羥基的極性比甲醇中的小，使甲醇與金屬鈉反應(yīng)比乙醇快

乙基和甲基都是推電子基態(tài)，乙基比甲基長，乙基推電子效應(yīng)大，使乙醇中羥基的極性比甲醇中的小，使甲醇與金屬鈉反應(yīng)比乙醇快

。DMO分子最多共平面的原子數(shù)有

10

10

個(gè)。
（4）乙二醇是重要的工業(yè)產(chǎn)品，可以用作飛機(jī)的除冰液及作為合成聚酯纖維的基礎(chǔ)材料，也是合成冠醚的原料。合成1mol的18-冠-6理論上需要乙二醇的數(shù)目為

6N_A

6N_A

；18-冠-6可以基于空穴尺度對(duì)鉀離子和銨根離子進(jìn)行識(shí)別，18-冠-6與K⁺之間的作用力是

配位鍵

配位鍵

；與銨根離子之間的作用力是

氫鍵

氫鍵

。