Question

【題目】石墨晶體由層狀石墨“分子”按 ABAB方式堆積而成，如右圖（a）所示，并給出了一個(gè)石墨的六方晶胞如圖（b）所示。

（1）每個(gè)晶胞中的碳原子個(gè)數(shù)為_________；

（2）在圖中畫(huà)出晶胞沿c軸的投影（用“●”標(biāo)出碳原子位置即可）________；

（3）假設(shè)石墨的層間距為300 pm，C－C鍵長(zhǎng)為150 pm，計(jì)算石墨晶體的密度為_____ g·cm-3（碳元素的相對(duì)質(zhì)量為12，NA=6.0×1023mol-1，計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）；

（4）石墨可用作鋰離子電池的負(fù)極材料，充電時(shí)發(fā)生下述反應(yīng)： Li1－xC6＋x Li+＋xe-→ LiC6 。其結(jié)果是，Li+嵌入石墨的A、B層間，導(dǎo)致石墨的層堆積方式發(fā)生改變，形成化學(xué)式為LiC6的嵌入化合物。 在 LiC6中，Li+與相鄰石墨六元環(huán)的作用力屬_______鍵；

（5）某石墨嵌入化合物每個(gè)六元環(huán)都對(duì)應(yīng)一個(gè)Li+，寫(xiě)出它的化學(xué)式______。

Answer 1

【答案】 4個(gè) 2.3 離子 LiC2

【解析】（1）每個(gè)晶胞中的碳原子個(gè)數(shù)為8×1/8+4×1/4+2×1/2+1＝4；（2）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知沿c軸的投影為；（3）假設(shè)石墨的層間距為300 pm，C－C鍵長(zhǎng)為150 pm，則晶胞的上下面的邊長(zhǎng)是，面積是，則體積是，所以石墨晶體的密度為g·cm-3；（4）由于存在金屬陽(yáng)離子，則Li+與相鄰石墨六元環(huán)的作用力屬離子鍵；（5）石墨中平均每個(gè)六元環(huán)含有2個(gè)碳原子，某石墨嵌入化合物每個(gè)六元環(huán)都對(duì)應(yīng)一個(gè)Li+，化學(xué)式為LiC2。