Question

【題目】碳的同素異形體有很多，我國科學(xué)家成功地合成了通過理論計算預(yù)言的T-碳。回答下列問題：

（1）基態(tài)碳原子價層電子的軌道表達式（電子排布圖）為________。

（2）石墨炔可由六炔基苯在銅片的催化作用下發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)得到。

六炔基苯分子中的所有原子________（填“能”或“不能”）處于同一平面，六炔基苯屬于________（填“極性”或“非極性”）分子，1個六炔基苯分子中含有鍵的數(shù)目為________。

（3）金剛石（圖1）中的每個碳原子用一個由4個碳原子組成的正四面體的結(jié)構(gòu)單元（圖2）取代，即得到T-碳。T-碳可通過皮秒激光照射懸浮在甲醇溶液中的多壁碳納米管（圖3）制得。多壁碳納米管和T-碳中碳原子的雜化方式依次為________、________；溶劑甲醇中三種元素的電負性由大到小的順序為________（用元素符號表示）。

Answer 1

【答案】 能 非極性 24
sp2 sp3 O＞C＞H

【解析】

(1)碳元素的原子序數(shù)為6，基態(tài)碳原子的價層電子排布為2s22p2；

(2)六炔基苯分子中苯環(huán)上的原子在同一平面，碳碳三鍵上原子在同一直線上；六炔基苯分子的結(jié)構(gòu)對稱；苯環(huán)中含有鍵，苯環(huán)中的碳原子與碳碳三鍵相連的碳原子形成鍵，碳碳三鍵中含有1個鍵，碳原子和氫原子形成鍵；

(3)由題給示意圖可知，多壁碳納米管的結(jié)構(gòu)類似于石墨晶體，T-碳的結(jié)構(gòu)類似于甲烷；元素的非金屬性越強，電負性越大，非金屬性：O＞C＞H。

(1)碳元素的原子序數(shù)為6，基態(tài)碳原子的價層電子排布為2s22p2，則價電子軌道表達式為，故答案為：；

(2)六炔基苯分子中苯環(huán)上的原子在同一平面，碳碳三鍵上原子在同一直線上，則六炔基苯分子中的所有原子能在同一平面上；由結(jié)構(gòu)簡式可知，六炔基苯分子的結(jié)構(gòu)對稱，屬于非極性分子；苯環(huán)中含有6個鍵，苯環(huán)中的碳原子與碳碳三鍵相連的碳原子形成鍵，碳碳三鍵中含有1個鍵，碳原子和氫原子形成鍵，則1個六炔基苯分子中含有6個碳氫鍵和18個碳碳鍵，鍵的數(shù)目為24，故答案為：能；非極性,24；

(3)由題給示意圖可知，多壁碳納米管的結(jié)構(gòu)類似于石墨晶體，則每個碳原子通過sp2雜化與周圍碳原子成鍵，T-碳的結(jié)構(gòu)類似于甲烷，則每個碳原子通過sp3雜化與周圍碳原子成鍵；元素的非金屬性越強，電負性越大，非金屬性：O＞C＞H，則溶劑甲醇中三種元素的電負性由大到小的順序為O＞C＞H，故答案為：sp2；sp3；O＞C＞H。