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)處于一定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用_______形象化描述。在基態(tài)14C原子中，核外存在_______對自旋相反的電子。

(2)碳在形成化合物時，其鍵型以共價鍵為主，原因是_______。

(3)CS2分子中，共價鍵的類型有___，C原子的雜化軌道類型是____，寫出兩個與CS2具有相同空間構(gòu)型和鍵合形式的分子或離子___。

(4)CO能與金屬Fe形成Fe(CO)5，該化合物的熔點為253K，沸點為376K，其固體屬于__晶體，1mol Fe(CO)5有σ鍵__NA

(5)碳有多種同素異形體，其中石墨烯與金剛石的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示：

①在石墨烯晶體中，每個C原子連接___個六元環(huán)，每個六元環(huán)占有___個C原子。

②在金剛石晶體中，C原子所連接的最小環(huán)也為六元環(huán)，每個C原子連接__個六元環(huán)，六元環(huán)中最多有___個C原子在同一平面。

Answer 1

【答案】電子云 2 C有4個價電子且半徑較小，難以通過得或失電子達(dá)到穩(wěn)定電子結(jié)構(gòu) σ鍵和π鍵 sp CO2、SCN- 分子 10 3 2 12 4

【解析】

(1)處于一定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用電子云形象化描述，離核近的區(qū)域電子云密度較大，離核遠(yuǎn)的區(qū)域電子云密度較小，C原子核外電子排布為1s22s22p2，則在基態(tài)14C原子中，核外存在2對自旋相反的電子，

故答案為：電子云；2；

(2)共價鍵為原子之間以共用電子對成鍵，碳原子核外有4個電子，且元素的非金屬性較弱，但半徑較小，反應(yīng)中難以失去或得到電子，

故答案為：C有4個價電子且半徑較小，難以通過得或失電子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；

(3)CS2分子的結(jié)構(gòu)式為S＝C＝S，含有σ鍵和π鍵，CS2分子中C原子形成2個δ鍵，孤對電子數(shù)為＝0，則為sp雜化，

與CS2具有相同空間構(gòu)型和鍵合形式的分子或離子為等電子體，應(yīng)含有3個原子，價電子數(shù)為16，常見分子和離子有CO2、SCN，

故答案為：σ鍵和π鍵；sp；CO2、SCN；

(4)Fe(CO)5熔點為253K，沸點為376K，具有分子晶體的性質(zhì)，則固體應(yīng)為分子晶體；配合物Fe(CO)5的配離子中Fe原子和C原子之間有5個σ鍵，CO分子中C和O之間存在1個σ鍵，1個π鍵，1個配位鍵，因此4個CO有4個σ鍵，故1mol Fe(CO)5中含有10molσ鍵，故答案為：分子；10；

(5)①石墨晶體中最小的環(huán)為六元環(huán)，每個碳原子連接3個CC化學(xué)健，則每個C原子連接 3個六元環(huán)，每個六元環(huán)占有的C原子數(shù)為6×13＝2，故答案為：3；2；

②在金剛石的晶體結(jié)構(gòu)中每個碳原子與周圍的4個碳原子形成四個碳碳單鍵，最小的環(huán)為6元環(huán)，每個單鍵為3個環(huán)共有，則每個C原子連接4×3＝12個六元環(huán)，晶胞中共平面的原子如圖，共4個，

故答案為：12；4。