碳元素是形成單質及其化合物種類最多的元素。回答下列問題:(1)碳能與*、氮、氧三種元素構成化合物CO(NH2)...
問題詳情:
碳元素是形成單質及其化合物種類最多的元素。回答下列問題:
(1)碳能與*、氮、氧三種元素構成化合物CO(NH2)2,該分子中各元素的電負*由大到小的順序為______________,其中C原子的雜化方式為________,該物質易溶於水的主要原因是_________________________________。
(2)CO是碳元素的常見氧化物,與N2互為等電子體,則CO的結構式為__________;CO可以和很多過渡金屬形成配合物,如Ni(CO)4,寫出基態Ni原子的電子排布式________________。
(3)碳的某種晶體為層狀結構,可與熔融金屬鉀作用。鉀原子填充在各層之間,形成間隙化合物,其常見結構的平面投影如圖1所示,則其化學式可表示為________。
(4)圖2為碳的一種同素異形體C60分子,每個C60分子中含有σ鍵的數目為________。
(5)圖3為碳的另一種同素異形體金剛石的晶胞,其中原子座標引數A為(0,0,0),B為,C為;則D原子的座標引數為____________。
(6)立方氮化硼晶體的結構與金剛石相似,硬度與金剛石相當,晶胞邊長為361.5 pm。立方氮化硼的密度是________________g·cm-3(列出計算式即可,阿伏加徳羅常數為NA)。
【回答】
* (1)O>N>C>H sp2 CO(NH2)2分子與水分子之間能形成*鍵
(2)C≡O 1s22s22p63s23p63d84s2
(3)KC8 (4)90
(5) (6)
解析 (1)元素的非金屬*越強,其電負*越大,故電負*O>N>C>H,CO(NH2)2中C原子成2個C—N鍵,1個C===O鍵,沒有孤對電子,雜化軌道數目為3,C原子採取sp2雜化,該物質易溶於水的主要原因是
CO(NH2)2分子與水分子之間能形成*鍵。
(2)CO與N2互為等電子體,N2的結構式為N≡N ,故CO的結構式為C≡O,Ni是28號元素,基態時電子排布式1s22s22p63s23p63d84s2。
(3)根據圖1所示可知,如果取3個鉀原子構成三角形,則三角形中碳原子是4個,而鉀原子的個數是3×=,因此化學式可表示為KC8。
(4)1個C60分子中每個C形成3個C—C鍵,且每個鍵為2個C共用,則每個碳原子含有的σ鍵個數為1.5,所以1個C60分子中σ鍵的數目為1.5×60=90。
(5)由圖示可知,與D相連的4個原子形成正四面體結構,且D位於正四面體的體內。由B在x軸的座標為知,D在x軸的座標為。同理得出D在y、z軸的座標均為,則D原子的座標引數為。
(6)因為金剛石屬於面心立方晶胞,即C原子處在立方體的8個頂點,6個面心,體內有4個,故根據均攤法及BN的化學式可推知,一個晶胞中各含有4個B原子、4個N原子,又因為一個BN的質量是,而一個晶胞的體積是(361.5×10-10)3 cm3,故密度=質量÷體積= g·cm-3。
知識點:物質結構 元素週期律
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