题目内容
【题目】碳的同素异形体有很多,我国科学家成功地合成了通过理论计算预言的T-碳。回答下列问题:
(1)基态碳原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为________。
(2)石墨炔可由六炔基苯在铜片的催化作用下发生偶联反应得到。
六炔基苯分子中的所有原子________(填“能”或“不能”)处于同一平面,六炔基苯属于________(填“极性”或“非极性”)分子,1个六炔基苯分子中含有键的数目为________。
(3)金刚石(图1)中的每个碳原子用一个由4个碳原子组成的正四面体的结构单元(图2)取代,即得到T-碳。T-碳可通过皮秒激光照射悬浮在甲醇溶液中的多壁碳纳米管(图3)制得。多壁碳纳米管和T-碳中碳原子的杂化方式依次为________、________;溶剂甲醇中三种元素的电负性由大到小的顺序为________(用元素符号表示)。
【答案】 能 非极性 24
sp2 sp3 O>C>H
【解析】
(1)碳元素的原子序数为6,基态碳原子的价层电子排布为2s22p2;
(2)六炔基苯分子中苯环上的原子在同一平面,碳碳三键上原子在同一直线上;六炔基苯分子的结构对称;苯环中含有键,苯环中的碳原子与碳碳三键相连的碳原子形成键,碳碳三键中含有1个键,碳原子和氢原子形成键;
(3)由题给示意图可知,多壁碳纳米管的结构类似于石墨晶体,T-碳的结构类似于甲烷;元素的非金属性越强,电负性越大,非金属性:O>C>H。
(1)碳元素的原子序数为6,基态碳原子的价层电子排布为2s22p2,则价电子轨道表达式为,故答案为:;
(2)六炔基苯分子中苯环上的原子在同一平面,碳碳三键上原子在同一直线上,则六炔基苯分子中的所有原子能在同一平面上;由结构简式可知,六炔基苯分子的结构对称,属于非极性分子;苯环中含有6个键,苯环中的碳原子与碳碳三键相连的碳原子形成键,碳碳三键中含有1个键,碳原子和氢原子形成键,则1个六炔基苯分子中含有6个碳氢键和18个碳碳键,键的数目为24,故答案为:能;非极性,24;
(3)由题给示意图可知,多壁碳纳米管的结构类似于石墨晶体,则每个碳原子通过sp2杂化与周围碳原子成键,T-碳的结构类似于甲烷,则每个碳原子通过sp3杂化与周围碳原子成键;元素的非金属性越强,电负性越大,非金属性:O>C>H,则溶剂甲醇中三种元素的电负性由大到小的顺序为O>C>H,故答案为:sp2;sp3;O>C>H。