Question

【題目】（1）固體可分為晶體、非晶體和準晶體三大類，可通過________________方法區(qū)分晶體、非晶體和準晶體，以色列科學家丹尼爾·謝赫特曼因發(fā)現(xiàn)錳的化合物準晶體而獨享了2011年諾貝爾化學獎�；鶓B(tài)Mn原子的電子排布式為_______________。

（2）PCl3的立體構(gòu)型為______________，中心原子的雜化軌道類型_______________。

（3）硼的鹵化物在工業(yè)中有重要作用，硼的四種鹵化物的沸點如下表所示。

	BF3	BCl3	BBr3	BI3
沸點/K	172	285	364	483

①四種鹵化物沸點依次升高的原因是___________________。

②B、C、N、O三種元素第一電離能由小到大的順序為___________。

③用BF3分子結(jié)構(gòu)解釋反應BF3(g)+NH4F(s)=NH4BF4(s)能夠發(fā)生的原因：____________。

（4）碳元素的單質(zhì)有多種形式，下圖依次是C60、石墨和金剛石的結(jié)構(gòu)圖：

回答下列問題

①石墨晶體中，層內(nèi)C-C鍵的鍵長為142pm，而金剛石中C-C鍵的鍵長為154pm，其原因是金剛石中只存在C-C間的________共價鍵，而石墨層內(nèi)的C-C間存在_________鍵。

②金剛石晶胞含有___________個碳原子。若碳原子半徑為r，金剛石晶胞的邊長為a，列式表示碳原子在晶胞中的空間占有率__________(不要求計算結(jié)果)。

Answer 1

【答案】 X-射線衍射 [Ar]3d54s2 三角錐形 sp3 分子結(jié)構(gòu)相似，相對分子質(zhì)量增大，分子間作用力逐漸增強 B<C<O<N BF3分子中硼原子有空軌道，F-有孤對電子，能通過配位鍵形成BF4- σ σ、π 8

【解析】(1)固體可分為晶體、非晶體和準晶體三大類，可通過X-射線衍射方法區(qū)分晶體、非晶體和準晶體，以色列科學家丹尼爾·謝赫特曼因發(fā)現(xiàn)錳的化合物準晶體而獨享了2011年諾貝爾化學獎。錳是25號元素，基態(tài)Mn原子的電子排布式為[Ar]3d54s2，故答案為：X-射線衍射； [Ar]3d54s2；

(2)PCl3中P原子與3個氯原子相連，含有1個孤電子對，立體構(gòu)型為三角錐形，中心原子的雜化軌道類型為sp3雜化，故答案為：三角錐形；sp3；

(3)①硼的四種鹵化物均為分子晶體，且分子結(jié)構(gòu)相似，相對分子質(zhì)量逐漸增大，分子間作用力逐漸增強，沸點依次升高，故答案為：分子結(jié)構(gòu)相似，相對分子質(zhì)量增大，分子間作用力逐漸增強；

②同一周期，從左到右，元素的第一電離能逐漸增大，但N原子的2p為半充滿結(jié)構(gòu)，均為穩(wěn)定，第一電離能最大，B、C、N、O三種元素第一電離能由小到大的順序為B<C<O<N，故答案為：B<C<O<N；

③BF3分子中硼原子有空軌道，F-有孤對電子，能通過配位鍵形成BF4-，因此反應BF3(g)+NH4F(s)=NH4BF4(s)能夠發(fā)生，故答案為：BF3分子中硼原子有空軌道，F-有孤對電子，能通過配位鍵形成BF4-；

(4)①金剛石中碳原子以sp3雜化，形成四條雜化軌道，全部形成σ鍵；石墨中碳原子以sp2雜化，形成三條雜化軌道，還有一條為雜化的p軌道，三條雜化軌道形成σ鍵，而未雜化p軌道形成π鍵，故答案為：σ；σ；π；

②晶胞中頂點微粒數(shù)為：8×=1，面心微粒數(shù)為：6×=3，體內(nèi)微粒數(shù)為4，共含有8個碳原子；晶胞內(nèi)含有四個碳原子，則晶胞體對角線長度與四個碳原子直徑相同，即a=8r，r=a；碳原子的體積為：8××π×r3，晶胞體積為：a3，碳原子的空間利用率為：===，故答案為：8；。