Question

（1）D³⁺的3d亚层为半充满，其基态原子的价电子排布图为

 

（2）①CaC₂中C₂^2-与O₂²⁺互为等电子体，O₂²⁺的电子式可表示为

 

；1mol O₂²⁺中含有的π键数目为

 

．
②乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈（H₂C=CH-C≡N）．丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型有

 

；分子中处于同一直线上的原子数目最多为

 

．
（3）石墨的片层结构如图所示，试回答：
①平均

 

个碳原子构成一个正六边形；
②石墨晶体每一层碳原子数与C-C化学键之比为

 

；
③12g碳原子可构成

 

个正六边形．

Answer 1

分析：（1）D³⁺的3d亚层为半充满的元素是Fe元素，Fe原子价层电子为3d⁶4s²；
（2）①等电子体的结构相似，故O₂²⁺的电子式与C₂^2-的电子式相似，含有2个π键；
②丙烯腈（H₂C=CH-C≡N）中的C分别形成2个δ键和3个δ键，故碳原子的杂化轨道类型为sp和sp²杂化，与sp杂化的C原子直接相连的原子有C和N，故同在一条直线上有3个原子；
（3）利用均摊法进行有关计算．

解答：解：（1）D³⁺的3d亚层为半充满的元素是Fe元素，Fe原子价层电子为3d⁶4s²，其价电子排布图为：，
故答案为：；
（2）①根据等电子体原理可知，O₂²⁺的电子式 ，在1个O₂²⁺含有2个π键，故1 mol O₂²⁺中，含有2N_A个 π键，
故答案为：；2N_A；
②通过丙烯氰的结构可以知道碳原子的杂化轨道类型为sp和sp²杂化，与sp杂化的C原子直接相连的原子有C和N，故同在一条直线上有3个原子；故答案为：sp杂化、sp²杂化；3；
（3）①一个正六边形含有碳原子个数=6×

1

3

=2，
故答案为：2；
②一个碳原子含有的碳碳键个数=

1

2

×3=1.5，所以碳原子个数和碳碳键个数比=1：1.5=2：3，
故答案为：2：3；
③一个正六边形含有碳原子个数=6×

1

3

=2，12g碳原子的个数是N_A个，所以能形成正六边形个数=

NA

2

=0.5NA，
故答案为：0.5N_A．

点评：本题考查了电子排布图的书写、原子杂化方式的判断、石墨的有关计算，根据价层电子对互斥理论确定原子杂化方式，（3）根据均摊法进行有关计算，难度不大．