Question

（1）D³⁺的3d亞層為半充滿，其基態原子的價電子排布圖為

 

（2）①CaC₂中C₂^2-與O₂²⁺互為等電子體，O₂²⁺的電子式可表示為

 

；1mol O₂²⁺中含有的π鍵數目為

 

．
②乙炔與氫氰酸反應可得丙烯腈（H₂C=CH-C≡N）．丙烯腈分子中碳原子軌道雜化類型有

 

；分子中處于同一直線上的原子數目最多為

 

．
（3）石墨的片層結構如圖所示，試回答：
①平均

 

個碳原子構成一個正六邊形；
②石墨晶體每一層碳原子數與C-C化學鍵之比為

 

；
③12g碳原子可構成

 

個正六邊形．

Answer 1

分析：（1）D³⁺的3d亞層為半充滿的元素是Fe元素，Fe原子價層電子為3d⁶4s²；
（2）①等電子體的結構相似，故O₂²⁺的電子式與C₂^2-的電子式相似，含有2個π鍵；
②丙烯腈（H₂C=CH-C≡N）中的C分別形成2個δ鍵和3個δ鍵，故碳原子的雜化軌道類型為sp和sp²雜化，與sp雜化的C原子直接相連的原子有C和N，故同在一條直線上有3個原子；
（3）利用均攤法進行有關計算．

解答：解：（1）D³⁺的3d亞層為半充滿的元素是Fe元素，Fe原子價層電子為3d⁶4s²，其價電子排布圖為：，
故答案為：；
（2）①根據等電子體原理可知，O₂²⁺的電子式 ，在1個O₂²⁺含有2個π鍵，故1 mol O₂²⁺中，含有2N_A個 π鍵，
故答案為：；2N_A；
②通過丙烯氰的結構可以知道碳原子的雜化軌道類型為sp和sp²雜化，與sp雜化的C原子直接相連的原子有C和N，故同在一條直線上有3個原子；故答案為：sp雜化、sp²雜化；3；
（3）①一個正六邊形含有碳原子個數=6×

1

3

=2，
故答案為：2；
②一個碳原子含有的碳碳鍵個數=

1

2

×3=1.5，所以碳原子個數和碳碳鍵個數比=1：1.5=2：3，
故答案為：2：3；
③一個正六邊形含有碳原子個數=6×

1

3

=2，12g碳原子的個數是N_A個，所以能形成正六邊形個數=

NA

2

=0.5NA，
故答案為：0.5N_A．

點評：本題考查了電子排布圖的書寫、原子雜化方式的判斷、石墨的有關計算，根據價層電子對互斥理論確定原子雜化方式，（3）根據均攤法進行有關計算，難度不大．