Question

【題目】新材料的研制與應用始終是科技發展的主要方向之一。

(1)某太陽能吸熱涂層以鎳或鎳合金空心球為吸收劑，基態鎳原子的價層電子排布式是____。

(2)硼及其化合物廣泛應用于永磁材料、超導材料等領域，硼可以與氟氣反應生成BF3氣體，BF3分子的立體構型為___________。

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

(4)石墨烯(圖甲〕是一種由單層碳原子構成的平面結構新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面結構會發生改變，轉化為氧化石墨烯(圖乙)

圖乙中，1號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C與相鄰C形成的鍵角。

(5)有機太陽能固體電池材料含有高純度C60，其分子結構如圖，1molC分子中π鍵的數目為___________。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，則兩個最近C60分子間的距離為___________nm(列出計算式，已知阿伏加德羅常數的值為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的價電子包括最外層電子和次外層的d能級，Ni的價電子排布式為3d84s2；

（2）BF3中B的雜化類型為sp2，形成3個共用電子對，無孤對電子，為平面三角形；

（3）根據均攤法，圖2碳原子位于頂點、棱上、面心、體心，因此個數為8×+4×+2×+1=4個；石墨同層原子靠共價鍵結合，鍵長小于金剛石中碳碳鍵；

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

（5）C60中一個碳原子有2個C－C，1個C=C，根據均攤法，1個碳原子有個π鍵，1molC60中含有π鍵的數目是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，設棱長為acm，晶胞的質量為(8×＋6×)×g=g，晶胞的體積為a3cm3，根據密度的定義，ρ=，a=，兩個最近C60間距離是面心對角線的一半，即××107nm。