Question

【題目】碳及其化合物廣泛存在于自然界中，回答下列問題：

(1) 碳在形成化合物時(shí)，其鍵型以共價(jià)鍵為主，原因是___________________________。

(2) (CN)2分子中，共價(jià)鍵的類型有________________，C原子的雜化軌道類型是____________

(3) CO能與金屬Fe形成Fe(CO)5，該化合物熔點(diǎn)為253K，沸點(diǎn)為376K，其固體屬于________晶體。

(4) 與碳同族的基態(tài)Ge原子的核外電子排布式為___________，有________個(gè)未成對電子。

(5) 石墨可用作鋰離子電池的負(fù)極材料，充電時(shí)發(fā)生下述反應(yīng)：Li1－xC6+xLi++xe→LiC6。其結(jié)果是：Li+嵌入石墨的A、B層間。現(xiàn)有某石墨嵌入化合物每個(gè)六元環(huán)都對應(yīng)一個(gè)Li+，寫出它的化學(xué)式：_______。

(6) 碳有多種同素異形體，其中金剛石的晶體晶胞如下圖所示：

已知金剛石立方晶胞邊長a pm，請計(jì)算晶體密度____________g/cm3(請用含a和NA的式子表示)。

Answer 1

【答案】 C有4個(gè)價(jià)電子且半徑較小，難以通過得或失電子達(dá)到穩(wěn)定電子結(jié)構(gòu) π鍵和σ鍵 sp 分子晶體 [Ar]3d104s24p2 2 LiC2 9.6×1031/(NA·a3)

【解析】 (1) 碳在形成化合物時(shí)，其鍵型以共價(jià)鍵為主，原因是C有4個(gè)價(jià)電子且半徑較小，難以通過得或失電子達(dá)到穩(wěn)定電子結(jié)構(gòu)。

(2) (CN)2分子中，共價(jià)鍵的類型有π鍵和σ鍵，C原子的雜化軌道類型是sp。

(3) CO能與金屬Fe形成Fe(CO)5，該化合物熔點(diǎn)為253K，沸點(diǎn)為376K。根據(jù)其熔點(diǎn)和沸點(diǎn)較低，可以判斷其固體屬于分子晶體。

(4) 與碳同族的基態(tài)Ge原子的核外電子排布式為[Ar]3d104s24p2，有2個(gè)未成對電子。

(5)某石墨嵌入化合物每個(gè)六元環(huán)都對應(yīng)一個(gè)Li+。由于每個(gè)六元環(huán)上有6個(gè)C原子，而每個(gè)C原子參與形成3個(gè)六元環(huán)，所以平均每個(gè)六元環(huán)上有2個(gè)C原子，所以該石墨嵌入化合物的化學(xué)式為LiC2。

(6)由金剛石的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖可知，每個(gè)晶胞中有8個(gè)C原子，則1mol晶胞中有8mol C，其質(zhì)量為96g，其體積為，所以晶體密度為9.6×1031/(NA·a3) g/cm3。