Question

金剛石是常見(jiàn)的原子晶體，若某塊金剛石中有n個(gè)碳原子，則其中的共價(jià)鍵數(shù)目是

 

；石墨是碳元素構(gòu)成的另一種單質(zhì)，則石墨和金剛石之間的關(guān)系為

 

；已知石墨是一種混合型晶體，具有層狀結(jié)構(gòu)，在層內(nèi)碳原子按如圖所示方式以共價(jià)鍵結(jié)合成平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在層間以范德華力結(jié)合，若一塊石墨晶體的同一層上含有m個(gè)碳原子，則其中共價(jià)鍵和碳原子數(shù)之比是

 

．

Answer 1

分析：在金剛石晶體中，每個(gè)碳原子形成四個(gè)共價(jià)鍵，利用均攤法計(jì)算每個(gè)碳原子共價(jià)鍵個(gè)數(shù)，再根據(jù)碳原子個(gè)數(shù)計(jì)算共價(jià)鍵個(gè)數(shù)；同種元素的不同單質(zhì)互稱(chēng)同素異形體；利用均攤法計(jì)算每個(gè)碳原子含有的共價(jià)鍵個(gè)數(shù)，石墨中碳原子個(gè)數(shù)與共價(jià)鍵個(gè)數(shù)之比等于每個(gè)碳原子與每個(gè)碳原子含有的平均共價(jià)鍵個(gè)數(shù)之比．

解答：解：金剛石晶體中，每個(gè)碳原子和四個(gè)碳原子形成四個(gè)共價(jià)鍵，則每個(gè)碳原子含有的共價(jià)鍵個(gè)數(shù)=4×

1

2

=2，則若某塊金剛石中有n個(gè)碳原子，則其中的共價(jià)鍵數(shù)目是2n；金剛石和石墨是碳元素的不同單質(zhì)，為同素異形體；
石墨中每個(gè)碳原子含有共價(jià)鍵個(gè)數(shù)=3×

1

2

=1.5，石墨中碳原子個(gè)數(shù)與共價(jià)鍵個(gè)數(shù)之比等于每個(gè)碳原子與每個(gè)碳原子含有的平均共價(jià)鍵個(gè)數(shù)之比，所以若一塊石墨晶體的同一層上含有m個(gè)碳原子，則其中共價(jià)鍵和碳原子數(shù)之比=1.5：1=3：2，
故答案為：2n；同素異形體；3：2．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了共價(jià)鍵的計(jì)算及同素異形體判斷，明確金剛石、石墨的結(jié)構(gòu)是解本題關(guān)鍵，利用均攤法來(lái)分析解答，題目難度不大．