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碳元素的单质有多种形式,如图依次是C60、石墨和金刚石的结构图:回答下列问题:(1)金刚石、石墨、C60,碳纳米管等都是碳元素的单质形式,它们互为.(2)金刚石、石墨烯(指单
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碳元素的单质有多种形式,如图依次是C60、石墨和金刚石的结构图:
回答下列问题:
(1)金刚石、石墨、C60,碳纳米管等都是碳元素的单质形式,它们互为 ___.
(2)金刚石、石墨烯(指单层石墨)中碳原子的杂化形式分别为 ___、 ___.
(3)C60属于 ___晶体,石墨属于 ___晶体.
(4)石墨晶体中,层内C-C键的键长为142pm,而金刚石中C-C键的键长为154pm.其原因是金刚石中只存在C-C间的 ___共价键,而石墨层内的C-C间不仅存在 ___共价键,还有 ___键.
(5)金刚石晶胞含有 ___个碳原子.若碳原子半径为r,金刚石晶胞的边长为a,根据硬球接触模型,则r= ___a.
回答下列问题:
(1)金刚石、石墨、C60,碳纳米管等都是碳元素的单质形式,它们互为 ___.
(2)金刚石、石墨烯(指单层石墨)中碳原子的杂化形式分别为 ___、 ___.
(3)C60属于 ___晶体,石墨属于 ___晶体.
(4)石墨晶体中,层内C-C键的键长为142pm,而金刚石中C-C键的键长为154pm.其原因是金刚石中只存在C-C间的 ___共价键,而石墨层内的C-C间不仅存在 ___共价键,还有 ___键.
(5)金刚石晶胞含有 ___个碳原子.若碳原子半径为r,金刚石晶胞的边长为a,根据硬球接触模型,则r= ___a.
▼优质解答
答案和解析
(1)由同种元素组成的不同单质互称同素异形体,这几种物质都是碳元素的不同单质,属于同素异形体,故答案为:同素异形体;
(2)金刚石中每个碳原子价层电子对个数是4,所以C原子杂化方式为sp3,石墨烯中每个碳原子价层电子对个数是3,所以碳原子杂化方式为sp2,
故答案为:sp3;sp2;
(3)C60的构成微粒是分子,所以属于分子晶体;石墨的构成微粒是原子,且层与层之间存在分子间作用力,所以石墨属于混合型晶体,
故答案为:分子;混合;
(4)共价单键为σ键,共价双键中含有σ键和π键,金刚石中碳原子之间只存在σ键,石墨中碳原子之间存在
σ键和π键,
故答案为:σ;σ和π;
(5)金刚石晶胞中碳原子个数=4+8×
+6×
=8;根据硬球接触模型,正方体对角线的
就是C-C键的键长,晶胞正方体对角线长度=
a,所以
a=2r,所以r=
a,
故答案为:
.
(2)金刚石中每个碳原子价层电子对个数是4,所以C原子杂化方式为sp3,石墨烯中每个碳原子价层电子对个数是3,所以碳原子杂化方式为sp2,
故答案为:sp3;sp2;
(3)C60的构成微粒是分子,所以属于分子晶体;石墨的构成微粒是原子,且层与层之间存在分子间作用力,所以石墨属于混合型晶体,
故答案为:分子;混合;
(4)共价单键为σ键,共价双键中含有σ键和π键,金刚石中碳原子之间只存在σ键,石墨中碳原子之间存在
σ键和π键,
故答案为:σ;σ和π;
(5)金刚石晶胞中碳原子个数=4+8×
1 |
8 |
1 |
2 |
1 |
4 |
3 |
1 |
4 |
3 |
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8 |
故答案为:
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8 |
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