Question

（1）鋰電池負極材料晶體為Li⁺嵌入兩層石墨層中導致石墨堆積方式發生改變，上下層一樣，形成如圖晶體結構。

化學式為           ，該電池負極放電方程式為                                 。
Li⁺投影在石墨層圖，試在圖中標出與該離子鄰近的其它六個Li⁺的投影位置。

Li⁺與相鄰石墨六元環作用力屬何種鍵型？              。
（2）石墨中鍵角為       ，C原子雜化方式為         ；實驗測得石墨、苯和乙烯分子中C-C鍵鍵長依次為142、140、133 pm。請對上述系列中鍵長依次遞減的現象作出合理的解釋                                                                  。
（3）第ⅡA金屬碳酸鹽分解溫度如下：

	BeCO3	MgCO3	CaCO3	SrCO3	BaCO3
分解溫度	100℃	540℃	960℃	1289℃	1360℃

 
寫出BeCO₃分解的化學方程式                                                 。
分解溫度為什么越來越高？                                                    。

Answer 1

（1） LiC₆(2分)       LiC₆ =Li⁺ + 6C + e^-(2分)
(2分)  離子鍵(1分)
（2）120º (1分)      sp²(1分)   
石墨中一個C-C鍵平均有0.67個π電子；苯中一個C-C鍵平均有1個π電子；乙烯中一個C-C鍵平均有2個π電子；由于π電子從0.67、1增加到2，所以鍵長縮。(2分)
（3）BeCO₃ =" BeO" + CO₂↑ (2分)
陽離子半徑越小對氧的吸引力越大，奪取氧的能力越強。(2分)

試題分析：
（1）圖中晶胞中，Li⁺離子在8個頂角上，平均為1個，C原子有8個在面上，平均為4，心里有2個，共6個碳原子，故化學式為LiC₆，從投影來看，Li⁺最近的2個Li⁺都是沿著正六邊形的一條邊過去的，很容易找到其他6個投影的Li⁺。
（2）石墨中每個碳原子與其它3個碳原子相連，構成平面結構，故鍵角為120º，每個碳原子都是sp²(1分)；
石墨中一個C-C鍵平均有0.67個π電子；苯中一個C-C鍵平均有1個π電子；乙烯中一個C-C鍵平均有2個π電子；由于π電子從0.67、1增加到2，所以鍵長縮。(2分)
由表中數據可知在碳酸鹽中金屬陰離子的半徑越小，對氧原子的吸引力越大，奪取氧離子的能力越強。