石墨插层化合物早在1841年就发现了，到20世纪70年代后，得到重视，它的研究和应用出现了新面貌。科学家们正在更深入的研究这类化合物的结构、性质、制备和应用。  

    近几年来，一些高中化学复习练习和模拟试题的编写者，密切联系现代科技发展的成就，也以有关石墨插层化合物为素 材来命制试题。

     例如：               

   （1）将石墨置于熔融的钾或气态钾中，石墨会吸收钾而形

成称为钾石墨的物质，其组成是 C₈K、C₂₄K、C₃₆K、C₄₈K和C₆₀K。

在钾石墨中，钾原子把价电子交给石墨层，但在遇到与金属钾

易反应的其他物质时还会收回。在钾石墨中，钾元素处于石墨

层中间，因而石墨层之间被胀大，层间的距离增加。下列对钾

石墨的叙述中正确的是
    A.钾石墨是一类高分子化合物      B.钾石墨导电性比石墨强
    C.钾石墨与水相遇不发生任何反应  D.题干所举出的5种钾石墨属于同素异形体

   （2）石墨晶体具有层状结构，在层与层之间嵌入金属K原子，能形成石墨夹层离子化合物(KC₈)，KC₈固态时也能导电，导电的粒子是              。

   （3）北京大学和中国科学院的化学工作者通过合作，已成功研出碱金属与C60形成的石墨夹层离子化合物。将石墨置于熔融的钾或气态的钾中，石墨吸收钾而形成称为钾石墨的物质，其组成可以是C₈K、C_l2K、C₂₄K、C₃₆K、C₄₈K、C₆₀K等等。在钾石墨中，钾原子把价电子交给石墨层，但在遇到与金属钾易反应的其他物质时还会收回。下列有关钾石墨的分析正确的是………………………(    )

    A、题干中所举出的6种钾石墨，属于同素异形体

    B．若某钾石墨的原于分布如图①所示，则它所表示的是C₂₄K

    c．若某钾石墨的原予分布如图②所示，则它所表示的是C_l2K

D，另有一种灰色的钾石墨C₃₂K，其中K的分布也类似图中的中心六边形，则最近两个K原子之间的距离为石墨键长的4√3倍

  （4）将石墨和硫酸、硝酸混合物共热，形成一种“石墨的酸式硫酸盐”，石墨平面层被部分氧化，平均每24个碳带一个单位正电荷，形成[C₂₄]^＋HSO_4,酸式硫酸根则嵌在石墨平面层之间.

   问:1.石墨酸式硫酸盐的导电能力比石墨是增强了，还是削弱了？

      2.若在石墨层间充入碱金属单质，其导电能力如何变化？
   （5）将石墨和硫酸、硝酸混合物共热，形成一种“石墨的酸式硫酸盐”，石墨平面层被部分氧化，平均每24个碳带一个单位正电荷，形成[C₂₄]^＋HSO_4,酸式硫酸根则嵌在石墨平面层之间。问:

      1.石墨酸式硫酸盐的导电能力比石墨是增强了，还是削弱了？

      2.若在石墨层间充入碱金属单质，其导电能力如何变化？
    这些试题情景和设问，涉及的一些有关石墨插层化合物结构和性质的内容（其中一些题在描述和设问中存在一些问题，这里不讨论）。不少高三学生一些老师都觉得难于解答。

    石墨插层化合物结构和性质较为复杂。只从高中化学所学习的简单化学知识来理解、描述更为困难。编制以石墨插层化合物的试题需要考虑怎样选择素材，怎样设问，才能切合中学化学的学习目标和要求，否则对中学化学教学可能产生负面影响。

    查阅一些资料可以得到一些我们可以理解的粗浅介绍：石墨晶体中，C原子以sp²杂化轨道与相邻的3个C原子形成等距离的3个σ键，构成六角平面的平面网状结构。这些网状结构而层中中每个C原子剩余1个垂直于该平面、未参加杂化的p轨道互相叠加，同一层中p轨道上的一个单电子形成离域π键，这些离域键上的电子可以在整个碳原子平面上活动，使石墨具有优良的层向导电性。各层中C原子的距离为141.8pm，层间的作用力是范德华力，较弱，使石墨容易沿着与层平行的方向滑动，裂开，具有润滑性。

    许多分子和离子（如碱金属、某些氯化物、稀土、卤素、强酸）能渗入石墨层间形成嵌入化合物（也称插层化合物）。例如，在惰性气体氛围的保护下，用过量熔融态的金属钾处理石墨粉，钾插入石墨层间，形成石墨插层化合物KC₈。在这种化合物中，钾原子失去电子，成为阳离子，电子进入石墨层，使石墨层带负电，它们间形成离子键作用力。从结构上说，钾插入石墨层间，石墨片层和π电子体系不变，但由于钾阳离子和带负电的石墨层中有了离子键作用力，使原来相邻的石墨层的相对位置（以ABAB…形式错开）发生了变化，处于相互平行的位置。

    KC₈是青铜色顺磁性化合物。在空气中可燃烧，是强还原剂，具有超导性（超导转变温度为0.14K），KC₁₂和纯水反应，转化为石墨、放出氢气、生成氢氧化钾溶液。KC₈受热分解可转化为KC₁₂、KC₂₄ 、KC₃₆等。

    从上述粗浅介绍中我们可以知道KC₈具有超结构，其中存在钾例子，但不存在C₈^-阴离子，不能把它简单地等同于高中化学介绍的离子化合物，不能把它等同典型的离子晶体。该化合物中也不存在金属钾。要在中学生可理解的范围内，选择有关石墨插层化合物的知识创设问题情景，使所介绍的知识科学性正确、易于为中学生所理解，并不容易；要求中学生，运用非常基础的有关石墨和4类晶体的知识来解答石墨插层化合物的结构和导电性问题，也具有很大的难度。

    例如，该怎样理解石墨插层化合物的导电性？有人认为石墨插层化合物导电性可能减弱，因为大π键的整体性破坏了，并且出现两类载流子（离域键上可以在整个石墨层碳原子平面上活动的电和钾离子）共存一体的混合体系，两者因静电作用，相互牵制。一些高等无机教材上说碱金属作夹层时,导电性比纯石墨增加不多,而电子受体---即能结合电子的物质---作夹层时,导电性要比纯石墨大得多,如SbF₅夹入导电性是纯石墨40倍,纯铜1.5倍.溴夹入时导电率是8.3 ，钾只有4.0。在高中化学中除介绍金属中的自由电子、电解质在熔融态或水溶液中电离出的自由移动离子可以导电外，在《物质结构基础》模块中还介绍石墨晶体中片层中大π键的p轨道可以在石墨层内运动，当对石墨施加电场时可以沿电场方向移动，具有导电性。要求中学生从这些简单知识出发，判断KC₈导电粒子是自由电子，是否适合？要求过高，让学生用有限的基础知识解答问题，学生在题意理解和问题解答中，只能一知半解、囫囵吞枣，这对他们的学习是否会带来不好的影响？