Question

11．石墨烯[如图（a）所示]是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯[如图（b）所示]．
（1）图（a）中，1号C与相邻C形成σ键的个数为3．
（2）图（b）中，1号C的杂化方式是sp³，该C与相邻C形成的键角＜（填“＞”“＜”或“=”）图（a）中1号C与相邻C形成的键角．
（3）若将图（b）所示的氧化石墨烯分散在H₂O中，则氧化石墨烯中可与H₂O形成氢键的原子有O、H（填元素符号）．

Answer 1

分析 （1）每个C原子要形成4个共价键，根据图知，每个C原子形成2个共价单键、1个共价双键，共价单键为σ键、共价双键中1个是σ键、1个是π键；
（2）图（b）中，1号碳原子形成4个共价单键，所以其价层电子对个数是4，根据价层电子对互斥理论判断C原子杂化方式；图a中1号C原子形成平面结构，图b中1号碳原子形成正四面体结构；
（3）电负性强的O原子与水中的O-H易形成氢键；水中的O原子易与氧化石墨烯中的O-H易形成氢键．

解答 解：（1）每个C原子要形成4个共价键，根据图知，每个C原子形成2个共价单键、1个共价双键，共价单键为σ键、共价双键中1个是σ键、1个是π键，所以该碳原子形成3个σ键，故答案为：3；
（2）图（b）中，1号碳原子形成4个共价单键，所以其价层电子对个数是4，根据价层电子对互斥理论判断C原子杂化方式为；图a中1号C原子形成平面结构，图b中1号碳原子形成正四面体结构，所以该C与相邻C形成的键角＜图（a）中1号C与相邻C形成的键角，
故答案为：sp³；＜；
（3）水中的O电负性较强，吸引电子能力的强，易与氧化石墨烯中的O-H上的H形成氢键，氧化石墨烯中O与水中的H形成氢键，故答案为：O、H．

点评 本题考查物质结构合性质，为高频考点，涉及氢键、原子杂化方式判断、化学键等知识点，明确原子结构、物质结构和化学键是解本题关键，注意价层电子对互斥理论的灵活运用，注意：氢键不属于化学键，属于分子间作用力．