Question

【题目】石墨晶体由层状石墨“分子”按 ABAB方式堆积而成，如右图（a）所示，并给出了一个石墨的六方晶胞如图（b）所示。

（1）每个晶胞中的碳原子个数为_________；

（2）在图中画出晶胞沿c轴的投影（用“●”标出碳原子位置即可）________；

（3）假设石墨的层间距为300 pm，C－C键长为150 pm，计算石墨晶体的密度为_____ g·cm-3（碳元素的相对质量为12，NA=6.0×1023mol-1，计算结果保留一位小数）；

（4）石墨可用作锂离子电池的负极材料，充电时发生下述反应： Li1－xC6＋x Li+＋xe-→ LiC6 。其结果是，Li+嵌入石墨的A、B层间，导致石墨的层堆积方式发生改变，形成化学式为LiC6的嵌入化合物。 在 LiC6中，Li+与相邻石墨六元环的作用力属_______键；

（5）某石墨嵌入化合物每个六元环都对应一个Li+，写出它的化学式______。

Answer 1

【答案】 4个 2.3 离子 LiC2

【解析】（1）每个晶胞中的碳原子个数为8×1/8+4×1/4+2×1/2+1＝4；（2）根据晶胞结构可知沿c轴的投影为；（3）假设石墨的层间距为300 pm，C－C键长为150 pm，则晶胞的上下面的边长是，面积是，则体积是，所以石墨晶体的密度为g·cm-3；（4）由于存在金属阳离子，则Li+与相邻石墨六元环的作用力属离子键；（5）石墨中平均每个六元环含有2个碳原子，某石墨嵌入化合物每个六元环都对应一个Li+，化学式为LiC2。