Question

【题目】碳是形成单质和化合物最多的元素。

（1）C原子的价电子轨道表达式为_____________.

（2）碳元素是组成有机物必不可少的元素。1828年，化学家维勒首次用加热的方法将无机物氰酸铵[NH4(OCN)]转化为有机物尿素，开启了人造有机物的大门。氰酸铵中阳离子的立体构型是_________，写出与OCN-互为等电子体的两种微粒的化学式__________.

（3）碳的有机物常作为金属有机化合物的配体，如EDTA（乙二胺四乙酸）。EDTA与Ca2+形成的配离子如图所示。该配离子的配位数是____________，配体中碳原子的杂化方式有____________.

（4）石墨晶体由层状石墨“分子”按ABAB方式堆积而成，如图所示，图中用实线标出了石墨的一个六方晶胞。

　　　　

①石墨中C原子上未参与杂化的所有p轨道相互平行且重叠，使p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动而导电。六方氮化硼（BN）与石墨晶体结构类似，硼原子和氮原子交替相连，而六方BN却无法导电，其原因是__________________________.

Answer 1

【答案】 正四面体 CO2、COS、CS2、SCN-、N3- 6 sp2和sp3 氮的电负性较大，相互平行且重叠p轨道（或大π键）上的电子在很大程度上被定域在单的周围，不能自由流动

【解析】

（1）C位于第二周期第IVA族原子，C原子的价电子轨道表达式为。

（2）氰酸铵中阳离子的立体构型是，OCN-的电子数为22，与OCN-互为等电子体的两种微粒的化学式CO2、COS、CS2、SCN-、N3- 等；答案：正四面体、CO2、COS、CS2、SCN-、N3-。

（3）如图所示与Ca2+形成的配离子，钙离与N、O原子之间形成配位键，EDTA中Ca2+的配位数为6。EDTA面中N原子形成3个键、含有1对孤对电子，N原子形成3个键，N原子均采取sp2杂化，而EDTA体中N原子形成4个键、没有孤对电子，N原子杂化轨道数目均为4，N原子均采取sp3杂化，故配体中碳原子的杂化方式有sp2和sp3；答案：6 ；sp2和sp3。

（4）①因为氮的电负性较大，相互平行且重叠p轨道（或大π键）上的电子在很大程度上被定域在氮的周围，不能自由流动，所以而六方BN却无法导电。答案：氮的电负性较大，相互平行且重叠p轨道（或大π键）上的电子在很大程度上被定域在氮的周围，不能自由流动。