题目内容
【题目】继去年12月西安交大研发了新型石墨烯量子点白光发光材料，并成功应用到白光WLED器件中，2019年8月，中国科学院福建物质结构研究所合成了首例缺陷诱导的晶态无机硼酸盐单一组分白光材料Ba2[Sn（OH）6][B（OH）4]2，并获得了该化合物的LED器件。
（1）石墨烯（图Ⅰ）是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯（图Ⅱ）。
①在石墨烯晶体中，每个C原子连接__个六元环，每个六元环占有___个C原子。
②图Ⅱ中1号C与相邻C形成的键角__（填“＞”、“＜”或“=”）图Ⅰ中1号C与相邻C形成的键角，理由是__。
（2）已知氮化硼与砷化镓属于同种晶体类型。砷化镓以第三代半导体著称，熔点为1230℃，具有空间网状结构，两种晶体熔点较高的是__（填化学式），其理由是__。
（3）8-羟基喹啉铝是OLED中的重要发光材料及电子传输材料，其微观结构如图所示，8-羟基喹啉铝中存在的化学键为___。
A．离子键 B．极性键 C．非极性键 D．配位键 E．π键 F．金属键
（4）已知BaF2晶体是面心立方结构，晶胞结构如图所示。晶胞中代表F原子的是__（填“黑”或“白”）球。已知BaF2晶胞参数为apm，设阿伏加德罗常数的值为NA，则BaF2的密度是__gcm-3（列出计算表达式）。
【答案】3 2 ＜ 石墨烯中的C原子采用sp2杂化，为平面结构，氧化石墨烯中1号C形成3个C-C及1个C-O键，C原子以sp3杂化，为四面体构型 BN 原子半径N＜As，B＜Ga，N-B键的键长比As-Ga键的键长短，N-B键的键能更大，更稳定，所以氮化硼的熔点较高 BCDE 白 
【解析】
(1)①在石墨烯晶体中，每个C原子连接3个六元环，每碳原子为1个环提供
；
②图I中石墨烯中的C原子杂化方式均为sp2杂化形成3个σ键，为平面结构，图II中1号C形成3个C-C及1个C-O键，C原子以sp3杂化，为四面体构型；
(2)原子半径越小，形成的共价键键长越短，共价键键能越大，共价键越稳定，原子晶体的熔点越高；
(3)同种非金属元素之间存在非极性键，不同非金属元素之间存在极性键，含有空轨道和含有孤电子对的原子间形成配位键，环上有π键，没有金属键，是分子，没有离子键；
(4)晶胞中，黑球有8×
+6×
=4个，白球均在体内，有8个，化学式为BaF2，所以白球代表F，BaF2的质量m为
g，晶胞体积V= (a×10-10)3cm3=a3×10-30 cm3，根据密度公式ρ=
计算密度。
(1)①石墨晶体中最小的环为六元环，每个碳原子形成3个C-C化学健，则每个C原子连接3个六元环，每个六元环占有的C原子数为6×=2；
②图I中石墨烯中的C原子杂化方式均为sp2杂化形成3个σ键，为平面结构，图II中1号C形成3个C-C及1个C-O键，C原子以sp3杂化，为四面体构型，图II中1号C与相邻C形成的键角＜图2中1号C与相邻C形成的键角；
(2)氮化硼与砷化镓属于同种晶体类型，均属于原子晶体，原子半径N＜As，B＜Ga，故N-B键的键长比As-Ga键的键长短，N-B键的键能更大，更稳定，所以氮化硼的熔点较高；
(3)由8-羟基喹啉铝结构式可知，N原子形成4个键，说明N原子提供1对孤电子对给Al原子形成配位键，碳原子之间形成非极性键，不同原子之间形成极性键，环上有π键，没有金属键，不是离子化合物，没有离子键，故答案为：BCDE；
(4)晶胞中，黑球有8×+6×=4个，白球均在体内，有8个，化学式为BaF2，所以白球代表F，BaF2的质量m为g，晶胞体积V= (a×10-10)3cm3=a3×10-30 cm3，根据密度公式ρ==
=。
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