石墨插層化合物在電池材料、超導(dǎo)性等方面具有廣泛的應(yīng)用前景?;卮鹣铝袉栴}:
Ⅰ.某種鋰離子電池以石墨(平面結(jié)構(gòu)如圖1所示)做負(fù)極材料,LiNiO2做正極材料。
(1)石墨中碳的雜化類型是
sp2雜化
sp2雜化
。在層中碳原子的配位數(shù)為3
3
。
(2)LiNiO2中電負(fù)性最大的元素是O
O
。
(3)基態(tài)Ni3+核外電子排布式為[Ar]3d7
[Ar]3d7
。其未成對電子數(shù)為3
3
。
Ⅱ.下表列舉了部分碳族晶體的熔點(diǎn)、硬度數(shù)據(jù):
晶體 |
熔點(diǎn)/℃ |
硬度(數(shù)值越大,晶體的硬度越大) |
金剛石(C) |
大于3500 |
10 |
碳化硅(SiC) |
2830 |
9 |
晶體硅(Si) |
1412 |
7 |
(4)請解釋金剛石、碳化硅、晶體硅的硬度逐漸變小的原因是
原子半徑C<Si,所以鍵長:C-C鍵<C-Si鍵<Si-Si鍵,鍵能C-C鍵>C-Si鍵>Si-Si鍵,因此物質(zhì)的硬度:金剛石>碳化硅>晶體硅
原子半徑C<Si,所以鍵長:C-C鍵<C-Si鍵<Si-Si鍵,鍵能C-C鍵>C-Si鍵>Si-Si鍵,因此物質(zhì)的硬度:金剛石>碳化硅>晶體硅
。
Ⅲ.鉀(K)的石墨插層化合物具有超導(dǎo)性,圖甲為其晶胞圖。其中K層平行于石墨層,該晶胞垂直于石墨層方向的原子投影如圖乙所示。
(5)該插層化合物的化學(xué)式是
KC8
KC8
,判斷K層與石墨層之間的化學(xué)鍵類型為
離子鍵
離子鍵
(選填“離子鍵”“共價(jià)鍵”);若晶胞參數(shù)分別為anm、anm、bnm,則該石墨插層化合物的晶胞密度為
g?cm
-3。(用含a、b、N
A的代數(shù)式表示)