碳是地球上組成生命的最基本元素之一，與其他元素結(jié)合成不計(jì)其數(shù)的無(wú)機(jī)物和有機(jī)化合物，構(gòu)成了豐富多彩的世界。碳及其化合物在研究和生產(chǎn)中有許多重要用途?；卮鹣铝袉?wèn)題：
（1）冠醚是由多個(gè)二元醇分子之間失水形成的環(huán)狀化合物。X、Y、Z是常見(jiàn)的三種冠醚，其結(jié)構(gòu)如圖所示。它們能與堿金屬離子作用，并且隨著環(huán)的大小不同而與不同金屬離子作用。

①Li⁺與X的空腔大小相近，恰好能進(jìn)入到X的環(huán)內(nèi)，且與氧原子的一對(duì)孤電子對(duì)作用形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)W（如圖）。基態(tài)碳原子核外有

6

6

種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子，其外圍電子軌道表示式為

。W中Li⁺與孤對(duì)電子之間的作用屬于

D

D

。（填標(biāo)號(hào)）
A．離子鍵 B．共價(jià)鍵 C．氫鍵 D．配位鍵 E．以上都不是
②冠醚Y能與K⁺形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，但不能與Li⁺形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，理由是

Li⁺的半徑比Y空腔小很多，不易與空腔內(nèi)氧原子的孤對(duì)電子形成配位鍵

Li⁺的半徑比Y空腔小很多，不易與空腔內(nèi)氧原子的孤對(duì)電子形成配位鍵

。
③冠醚分子中氧的雜化軌道的空間構(gòu)型是

四面體

四面體

，C-O-C的鍵角

＜

＜

（填“＞”、“＜”或“=”）109°28′。
（2）碳的一種同素異形體--石墨，其晶體結(jié)構(gòu)及晶胞如圖1、圖2所示。則石墨晶胞含碳原子個(gè)數(shù)為

4

4

個(gè)。已知石墨的密度為ρg?cm^-3，C-C鍵鍵長(zhǎng)為rcm,阿伏加德羅常數(shù)的值為N_A，計(jì)算石墨晶體的層間距d為

16

3

3

ρ

r

2

N

A

16

3

3

ρ

r

2

N

A

cm。

（3）碳的另一種同素異形體--金剛石，其晶胞如圖3所示。已知金屬鈉的晶胞（體心立方堆積）沿其體對(duì)角線垂直在紙平面上的投影圖如圖A所示，則金剛石晶胞沿其體對(duì)角線垂直在紙平面上的投影圖應(yīng)該是圖

D

D

（從A～D圖中選填）。