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(yùn)動(dòng)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(duì)自旋相反的電子．

（2）碳在形成化合物時(shí)，其鍵型以共價(jià)鍵為主，原因是 ．

（3）CS2分子中，共價(jià)鍵的類型有 ，C原子的雜化軌道類型是 ，寫出兩個(gè)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，該化合物熔點(diǎn)為253K，沸點(diǎn)為376K，其固體屬于 晶體．

（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(gè)C原子連接 個(gè)六元環(huán)，每個(gè)六元環(huán)占有 個(gè)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(gè)C原子連接 個(gè)六元環(huán)，六元環(huán)中最多有 個(gè)C原子在同一平面．

Answer 1

【答案】（1）電子云；2；（2）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)定結(jié)構(gòu)；（3）δ鍵和π鍵；sp；CO2、SCN﹣或COS等；（4）分子；（5）3；2；12；4．

【解析】（1）處于一定空間運(yùn)動(dòng)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，軌道式為如圖所示：，則在基態(tài)14C原子中，核外存在2對(duì)自旋相反的電子

（2）共價(jià)鍵為原子之間以共用電子對(duì)成鍵，碳原子核外有4個(gè)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

（3）CS2分子的結(jié)構(gòu)式為S=C=S，含有δ鍵和π鍵，

CS2分子中C原子形成2個(gè)δ鍵，孤對(duì)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(gè)原子，價(jià)電子數(shù)為16，常見有CO2、SCN﹣或COS等

（4）Fe（CO）5熔點(diǎn)為253K，沸點(diǎn)為376K，具有分子晶體的性質(zhì)，則固體應(yīng)為分子晶體，故答案為：分子；

（5）①石墨晶體中最小的環(huán)為六元環(huán)，每個(gè)碳原子連接3個(gè)C﹣C化學(xué)健，則每個(gè)C原子連接 3個(gè)六元環(huán)，每個(gè)六元環(huán)占有的C原子數(shù)為6×=2，故答案為：3；2；②在金剛石的晶體結(jié)構(gòu)中每個(gè)碳原子與周圍的4個(gè)碳原子形成四個(gè)碳碳單鍵，最小的環(huán)為6元環(huán)，每個(gè)單鍵為3個(gè)環(huán)共有，則每個(gè)C原子連接4×3=12個(gè)六元環(huán)，晶胞中共平面的原子如圖，共4個(gè)，故答案為：12；4．