Question

【化學——選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】（15分）

碳族元素C、Si、Ge的單質(zhì)及其化合物在材料、醫(yī)藥等方面有重要的應(yīng)用。請回答下列問題。

（1）Ge原子核外電子排布式為________________________。

（2）C元素的三種單質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)如圖。

①金剛石晶體中碳原子與碳碳鍵的個數(shù)比為______；石墨晶體中碳原子的雜化類型為__________。

②石墨烯是從石墨材料中剝離出來的、由單層碳原子組成的二維晶體，每個碳原子提供一個p軌道上的電子形成大π鍵，π電子可以自由移動。將氫氣加入到石墨烯中可制得一種新材料石墨烷。下列判斷錯誤的是_______.

A．石墨烯是電的良導(dǎo)體而石墨烷則為絕緣體

B．石墨烯是一種強度很高的材料

C．石墨烯與石墨烷均為高分子化合物

D．石墨烯與H2制得石墨烷的反應(yīng)屬于加成反應(yīng)

（3）碳元素的電負性比硅元素_______(填“大”或“小”)。CO2分子中碳氧原子之間化學鍵的成鍵方式為_________________。

（4）CO可以和很多金屬形成配合物，如Ni(CO)4。

①其中Ni與CO之間的鍵型為_______。Ni(CO)4常溫下為液態(tài)，易溶于CCl４、苯等有機溶劑，則固態(tài)Ni(CO)4屬于________晶體。

②與配體CO互為等電子體的陰離子有________(任寫一種)。NH3也可作為很多配合物的配體。其中N原子的雜化類型為_____________。若配離子[Ni(NH3)6]2-為正八面體結(jié)構(gòu)，則[Ni(CO)2（NH3)4]2+的結(jié)構(gòu)有____________種。

Answer 1

（1）1s22s22p63s23p63d104s24p2 ；（2）①1:2，sp2；②C；（3）大，σ鍵和π鍵 ；（4）①配位鍵，分子；②CN— 或 C22－，sp3 ，2。

【解析】

試題分析：（1）Ge屬于第四周期ⅣA族，原子結(jié)構(gòu)排布式為：1s22s22p63s23p63d104s24p2 ；（2）①金剛石中1個碳原子形成4個共價鍵，利用均攤法，1個碳原子有2個共價鍵，碳原子與碳碳鍵的個數(shù)比1：2，石墨中一個碳形成了3個δ鍵，剩下的1對電子參與了π鍵的形成，石墨中碳的價層電子對數(shù)為3，屬于sp2雜化，也可以從石墨中的碳形成平面六元并環(huán)結(jié)構(gòu)，sp2雜化形成的是平面結(jié)構(gòu)，即石墨中的碳是sp2雜化；②A、題干中“π電子可以自由移動”，也就是說石墨烯中有自由移動的電子，說明石墨烯能夠?qū)щ�，說法正確；B、石墨烯由單層碳原子組成的二維晶體，使得其具有高強度，說法正確；C、石墨烯有碳原子組成，不是化合物，說法錯誤；D、石墨烯和氫氣反應(yīng)，破壞π鍵，使兩個氫原子加到兩個碳原子上，屬于加成反應(yīng)，說法正確，符合題意的是選項C；（3）根據(jù)電負性的規(guī)律，同主族從上到下電負性減弱，碳的電負性大于硅的電負性，兩個成鍵原子間只能形成一個δ鍵，雙鍵中一個δ鍵一個π鍵，叁鍵中一個δ鍵兩個π鍵，CO2的結(jié)構(gòu)簡式：O=C=O，碳氧鍵有δ鍵和π鍵；（4）①Ni提供空軌道，CO提供孤電子對，它們形成的是配位鍵，常溫下為液態(tài)說明熔沸點低，又易溶于有機溶劑，體現(xiàn)了分子晶體的特點，固態(tài)Ni(CO)4屬于分子晶體；②等電子體：原子總數(shù)相等、價電子數(shù)相同，CO有2個原子、10個價電子，所以與CO互為等電子體的是：N2、CN－、C22－、NO＋，等電子體且為陰離子是CN－、C22－，任選一個；NH3中的N有3個δ鍵，孤對電子=1/2(5－3)=1，價層電子對數(shù)為4，所以雜化類型為sp3 ，，有兩個CO替代NH3的位置，兩個CO鄰位，兩個CO對位，有2種結(jié)構(gòu)。

考點：考查核外電子排布式的寫法、雜化類型的判斷、等電子體、σ鍵和π鍵的相關(guān)內(nèi)容。

考點分析： 考點1：物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 試題屬性

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