Question

【题目】（1）固体可分为晶体、非晶体和准晶体三大类，可通过________________方法区分晶体、非晶体和准晶体，以色列科学家丹尼尔·谢赫特曼因发现锰的化合物准晶体而独享了2011年诺贝尔化学奖。基态Mn原子的电子排布式为_______________。

（2）PCl3的立体构型为______________，中心原子的杂化轨道类型_______________。

（3）硼的卤化物在工业中有重要作用，硼的四种卤化物的沸点如下表所示。

	BF3	BCl3	BBr3	BI3
沸点/K	172	285	364	483

①四种卤化物沸点依次升高的原因是___________________。

②B、C、N、O三种元素第一电离能由小到大的顺序为___________。

③用BF3分子结构解释反应BF3(g)+NH4F(s)=NH4BF4(s)能够发生的原因：____________。

（4）碳元素的单质有多种形式，下图依次是C60、石墨和金刚石的结构图：

回答下列问题

①石墨晶体中，层内C-C键的键长为142pm，而金刚石中C-C键的键长为154pm，其原因是金刚石中只存在C-C间的________共价键，而石墨层内的C-C间存在_________键。

②金刚石晶胞含有___________个碳原子。若碳原子半径为r，金刚石晶胞的边长为a，列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率__________(不要求计算结果)。

Answer 1

【答案】 X-射线衍射 [Ar]3d54s2 三角锥形 sp3 分子结构相似，相对分子质量增大，分子间作用力逐渐增强 B<C<O<N BF3分子中硼原子有空轨道，F-有孤对电子，能通过配位键形成BF4- σ σ、π 8

【解析】(1)固体可分为晶体、非晶体和准晶体三大类，可通过X-射线衍射方法区分晶体、非晶体和准晶体，以色列科学家丹尼尔·谢赫特曼因发现锰的化合物准晶体而独享了2011年诺贝尔化学奖。锰是25号元素，基态Mn原子的电子排布式为[Ar]3d54s2，故答案为：X-射线衍射； [Ar]3d54s2；

(2)PCl3中P原子与3个氯原子相连，含有1个孤电子对，立体构型为三角锥形，中心原子的杂化轨道类型为sp3杂化，故答案为：三角锥形；sp3；

(3)①硼的四种卤化物均为分子晶体，且分子结构相似，相对分子质量逐渐增大，分子间作用力逐渐增强，沸点依次升高，故答案为：分子结构相似，相对分子质量增大，分子间作用力逐渐增强；

②同一周期，从左到右，元素的第一电离能逐渐增大，但N原子的2p为半充满结构，均为稳定，第一电离能最大，B、C、N、O三种元素第一电离能由小到大的顺序为B<C<O<N，故答案为：B<C<O<N；

③BF3分子中硼原子有空轨道，F-有孤对电子，能通过配位键形成BF4-，因此反应BF3(g)+NH4F(s)=NH4BF4(s)能够发生，故答案为：BF3分子中硼原子有空轨道，F-有孤对电子，能通过配位键形成BF4-；

(4)①金刚石中碳原子以sp3杂化，形成四条杂化轨道，全部形成σ键；石墨中碳原子以sp2杂化，形成三条杂化轨道，还有一条为杂化的p轨道，三条杂化轨道形成σ键，而未杂化p轨道形成π键，故答案为：σ；σ；π；

②晶胞中顶点微粒数为：8×=1，面心微粒数为：6×=3，体内微粒数为4，共含有8个碳原子；晶胞内含有四个碳原子，则晶胞体对角线长度与四个碳原子直径相同，即a=8r，r=a；碳原子的体积为：8××π×r3，晶胞体积为：a3，碳原子的空间利用率为：===，故答案为：8；。