Question

【題目】新材料的研制與應(yīng)用始終是科技發(fā)展的主要方向之一。

(1)某太陽(yáng)能吸熱涂層以鎳或鎳合金空心球?yàn)槲�收劑，基態(tài)鎳原子的價(jià)層電子排布式是____。

(2)硼及其化合物廣泛應(yīng)用于永磁材料、超導(dǎo)材料等領(lǐng)域，硼可以與氟氣反應(yīng)生成BF3氣體，BF3分子的立體構(gòu)型為___________。

(3)石墨的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示，如圖虛線勾勒出的是其晶胞。則石墨晶胞含碳原了個(gè)數(shù)___________。碳的兩種同素異形體中鍵長(zhǎng)較短的是___________(填“石墨”或“金鋼石”)。

(4)石墨烯(圖甲〕是一種由單層碳原子構(gòu)成的平面結(jié)構(gòu)新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變，轉(zhuǎn)化為氧化石墨烯(圖乙)

圖乙中，1號(hào)C的雜化方式是___________，該C與相鄰C形成的鍵角___________(填“>”“<”或“=”)圖甲中1號(hào)C與相鄰C形成的鍵角。

(5)有機(jī)太陽(yáng)能固體電池材料含有高純度C60，其分子結(jié)構(gòu)如圖，1molC分子中π鍵的數(shù)目為___________。C60能溶于二硫化碳而不溶于水的原因是___________。C60的晶胞與干冰的晶胞相似，已知該晶胞的密度為ρg·cm－3，則兩個(gè)最近C60分子間的距離為___________nm(列出計(jì)算式，已知阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)。

Answer 1

【答案】3d84s2 平面正三角形 4 石墨 sp3 < 30NA C60與二氧化硫都是非極性分子，相似相溶，而水是極性分子 ××107nm

【解析】

（1）Ni位于Ⅷ族，即Ni的價(jià)電子包括最外層電子和次外層的d能級(jí)，Ni的價(jià)電子排布式為3d84s2；

（2）BF3中B的雜化類型為sp2，形成3個(gè)共用電子對(duì)，無(wú)孤對(duì)電子，為平面三角形；

（3）根據(jù)均攤法，圖2碳原子位于頂點(diǎn)、棱上、面心、體心，因此個(gè)數(shù)為8×+4×+2×+1=4個(gè)；石墨同層原子靠共價(jià)鍵結(jié)合，鍵長(zhǎng)小于金剛石中碳碳鍵；

(4)圖乙中,1號(hào)C形成3個(gè)C－C及1個(gè)，C－O鍵，C原子以sp3雜化，為四面體構(gòu)型，而石墨烯中的C原子雜化方式均為sp2,為平面結(jié)構(gòu)，則圖乙中C與相鄰C形成的鍵角<圖甲中1號(hào)C與相鄰C形成的鍵角；

（5）C60中一個(gè)碳原子有2個(gè)C－C，1個(gè)C=C，根據(jù)均攤法，1個(gè)碳原子有個(gè)π鍵，1molC60中含有π鍵的數(shù)目是60××NA=30NA；C60與二氧化硫都是非極性分子，相似相溶，而水是極性分子；C60的晶胞與干冰的晶胞相似，設(shè)棱長(zhǎng)為acm，晶胞的質(zhì)量為(8×＋6×)×g=g，晶胞的體積為a3cm3，根據(jù)密度的定義，ρ=，a=，兩個(gè)最近C60間距離是面心對(duì)角線的一半，即××107nm。