Question

【題目】石墨烯（如圖甲）是一種由單層碳原子構(gòu)成的平面結(jié)構(gòu)新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面結(jié)構(gòu)會發(fā)生改變，轉(zhuǎn)化為氧化石墨烯（如圖乙）．
（1）圖甲中，1號C與相鄰C形成σ鍵的個(gè)數(shù)為 ．
（2）圖乙中，1號C的雜化方式是 ， 該C與相鄰C形成的鍵角（填“＞”“＜”或“=”）圖甲中1號C與相鄰C形成的鍵角．
（3）若將圖乙所示的氧化石墨烯分散在H2O中，則氧化石墨烯中可與H2O形成氫鍵的原子有（填元素符號）．
（4）石墨烯可轉(zhuǎn)化為富勒烯（C60），某金屬M(fèi)與C60可制備一種低溫超導(dǎo)材料，晶胞如圖丙所示，M原子位于晶胞的棱上與內(nèi)部，該晶胞中M原子的個(gè)數(shù)為 ， 該材料的化學(xué)式為 ．

Answer 1

【答案】
（1）3
（2）sp3；＜
（3）O、H
（4）12；M3C60
【解析】解：（1）由圖可知，甲中，1號C與相鄰C形成3個(gè)C﹣C鍵，形成σ鍵的個(gè)數(shù)為3，所以答案是：3；（2）圖乙中，1號C形成3個(gè)C﹣C及1個(gè)C﹣O鍵，C原子以sp3雜化，為四面體構(gòu)型，而石墨烯中的C原子雜化方式均為sp2 ， 為平面結(jié)構(gòu)，則圖乙中C與相鄰C形成的鍵角＜圖甲中1號C與相鄰C形成的鍵角，所以答案是：sp3；＜；（3）水中的O電負(fù)性較強(qiáng)，吸引電子能力的強(qiáng)，易與氧化石墨烯中的O﹣H上的H形成氫鍵，氧化石墨烯中O與水中的H形成氫鍵，所以答案是：O、H；（4）M原子位于晶胞的棱上與內(nèi)部，棱上有12個(gè)M，內(nèi)部有9個(gè)M，其個(gè)數(shù)為12× +9=12，C60分子位于頂點(diǎn)和面心，C60分子的個(gè)數(shù)為8× +6× =4，M原子和C60分子的個(gè)數(shù)比為3：1，則該材料的化學(xué)式為M3C60 ， 所以答案是：12；M3C60 ．