Question

碳元素不僅能形成豐富多彩的有機化合物，而且還能形成多種無機化合物，同時自身可以形成多種單質(zhì)，碳及其化合物的用途廣泛。

(1)C60分子能與F2發(fā)生加成反應，其加成產(chǎn)物為______，C60分子的晶體中，在晶胞的頂點和面心均含有一個C60分子，則一個C60晶胞的質(zhì)量為________。

(2)干冰和冰是兩種常見的分子晶體，下列關于兩種晶體的比較中正確的是________(填字母)。

a．晶體的密度：干冰＞冰

b．晶體的熔點：干冰＞冰

c．晶體中的空間利用率：干冰＞冰

d．晶體中分子間相互作用力類型相同

(3)金剛石和石墨是碳元素形成的兩種常見單質(zhì)，下列關于這兩種單質(zhì)的敘述中正確的是________(填字母)。

a．金剛石中碳原子的雜化類型為sp3雜化，石墨中碳原子的雜化類型為sp2雜化

b．晶體中共價鍵的鍵長：金剛石中C—C＜石墨中C—C

c．晶體的熔點：金剛石＞石墨

d．晶體中共價鍵的鍵角：金剛石＞石墨

e．金剛石晶體中只存在共價鍵，石墨晶體中則存在共價鍵、金屬鍵和范德華力

f．金剛石和石墨的熔點都很高，所以金剛石和石墨都是原子晶體

(4)金剛石晶胞結構如下圖，立方BN結構與金剛石相似，在BN晶體中，B原子周圍最近的N原子所構成的立體圖形為________，B原子與N原子之間共價鍵與配位鍵的數(shù)目比為________，一個晶胞中N原子數(shù)目為________。

(5)C與孔雀石共熱可以得到金屬銅，銅原子的原子結構示意圖為________，金屬銅采用面心立方最密堆積(在晶胞的頂點和面心均含有一個Cu原子)，則Cu的晶體中Cu原子的配位數(shù)為________。

已知Cu單質(zhì)的晶體密度為ρ g·cm－3，Cu的相對原子質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則Cu的原子半徑為____。

Answer 1

答案　(1)C60F60　 g　(2)ac　(3)ae

(4)正四面體　3∶1　4

(5)　12　× cm

解析　(1)C60中每個碳原子的連接方式為，所以C60中共有雙鍵0.5×60＝30個，則與F2加成的產(chǎn)物應為C60F60；C60為面心立方堆積，則

m·NA＝4×12×60 g

m＝ g。

(2)在冰中存在氫鍵，空間利用率較低，密度較小，a、c正確。

(3)石墨中C—C鍵鍵長小于金剛石中C—C鍵鍵長，所以熔點：石墨＞金剛石，金剛石的碳原子呈sp3雜化，而石墨中的碳原子呈sp2雜化，所以共價鍵的鍵角：石墨大于金剛石，石墨屬于混合型晶體，a、e正確。

(4)在BN中，B原子周圍最近的N原子所構成的立體圖形為正四面體形，在四個共價鍵中，其中有一個配位鍵，其個數(shù)之比為3∶1，在晶胞中，含N：8×＋6×＝4個，含B：4個。

(5)根據(jù)銅的堆積方式，Cu原子的配位數(shù)應為12，設晶胞邊長為a，

則a3·ρ·NA＝4M

a＝

面對角線為× ，其為Cu原子半徑，

即r＝×  cm。