2）光是电子释放能量重要形式之一，日常生活中，看到的许多可见光，如霓虹灯等都与原子核外电子发
生跃迁，从激发态变为基态时以光的形式释放能量有关；
3）晶态和非晶态二氧化硅结构上最大的不同是晶态二氧化硅长程有序，非晶态短程有序。
区分晶态二氧化硅和非晶态二氧化硅最可靠的科学方法是对固体进行X－射线衍射实验；
4）晶胞中铜离子位于面心、顶点上，属于面心立方最紧密堆积；根据洪特规则，对于同一电子亚层中，
当电子排布为全充满、半充满或全空时是比较稳定的，基态铜原子价电子应为3d104s1，若写为3d94s2，则违背了核外电子排布规律中的洪特规则（特例）；
5）A．根据均摊法，晶胞中铜离子为4个，溴离子数是8×1＋6×1＝4，所以晶胞的化学式是CuBr，故A
82
错误；B．Cu的配位数为4，故B错误；C．根据晶胞图可知，与每个Br紧邻的Br有12个，故C正
确；D．图中P点原子坐标参数为（0，0，0）和Q点的原子坐标参数（1/2，1/2，0），可知晶胞边长设为1，
1111
4a
4a3cm，
PR为晶胞对角线的4，则R点的原子坐标参数为（4，4，4），故D正确；
该晶胞的体积为：
64a3
33cm3，一个晶胞的质量为：
（4×144）N÷Ag，故晶胞的密度计算表达式为：
6）若Cu原子与最近的Br原子的核间距为acm，即为体对角线的四分之一，
故则该晶体的边长为：
g/cm3。
2．2019年5月9～10日，第十一届国际稀土峰会在山东青岛召开，世界各地行业精英齐聚青岛，共商稀土行业发展大计。
稀土元素包括钪、钇和镧系元素。
请回答下列问题：
（1）写出基态二价钪离子（Sc2＋）的核外电子排布式，
其中电子占据的轨道数为。
2）在用重量法测定镧系元素和使镧系元素分离时，总是使之先转换成草酸盐，然后经过灼烧而得其氧化
物，如2LnCl3＋3H2C2O4＋nH2O===Ln2（C2O4）3·nH2O＋6HCl。
1H2C2O4中碳原子的杂化轨道类型为；1molH2C2O4分子中含σ键和π键的数目之比为
2H2O的VSEPR模型为；写出与H2O互为等电子体的一种阴离子的化学式。
3
HCl和H2O可以形成相对稳定的水合氢离子盐晶体，如HCl·2H2O，HCl·2H2O中含有H5O2＋，结构为
a．配位键b．极性键c．非极性键d．离子键e．金属键f．氢键g．范德华力h．π键i．σ
3）下表列出了核电荷数为21～25的元素的最高正化合价：
元素名称
钪
钛
钒
铬
锰
元素符号
Sc
Ti
V
Cr
Mn
核电荷数
21
22
23
24
25
最高正价
＋3
＋4
＋5
＋6
＋7
对比上述五种元素原子的核外电子排布与元素的最高正化合价，你发现的规律是
4）PrO2（二氧化镨）的晶胞结构与CaF2相似，晶胞中Pr（镨）原子位于面心和顶点。
假设相距最近的Pr原子
g·cm－3（用NA表示阿伏加德罗常数的值，不
与O原子之间的距离为apm，则该晶体的密度为
必计算出结果）。
答案】
（1）1s22s22p63s23p63d110
解析】
（1）Sc（钪）为21号元素，基态Sc2＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d1，其电子共占据10个轨
道。
和π键的数目之比为7∶2。
②H2O中O原子的价层电子对数＝6＋22＝4，且含有2个孤电子对，所以
1
4）由图可知，相距最近的Pr原子和O原子之间的距离为该立方体晶胞的体对角线长的41，则该晶胞的晶
种常见化合物，其中一种为棕黄色，另一种为浅绿色。
请回答下列问题：
（1）E元素基态原子的价层电子排布式为，属于区的元素。
（2）A、B两元素的氧化物的晶体类型分别为、；写出B元素的最高价氧化物与HF溶
液反应的化学方程式：
3）元素A的一种氢化物是重要的化工原料，常把它的产量作为衡量石油化工发展水平的标志，该分子中
σ键和π键的数目分别为
4）原子总数和价电子总数都相同的分子、离子或基团属于等电子体，
式即可）。
2）
答案】
（1）3d64s2d
分子晶体原子晶体SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
5）
F－4×78g·m1ol
Fag·cm3×6.02×2310mol1
2）CO2、SiO2分别属于分子晶体、原子晶体。
SiO2与HF溶液反应的化学方程式为SiO2＋4HF===SiF4↑
＋2H2O。
（3）H2C===CH2的产量常作为衡量石油化工发展水平的标志，该分子中σ键和π键的数目分别为5、1。
（4）由“原子总数和价电子总数都相同的分子、离子或基团属于等电子体”可知，由A～E中元素形成的微
粒中，与SO42互为等电子体的分子有SiCl4、CCl4。
SO24的中心原子S的杂化方式为sp3杂化，SO24为正四面体结构，则SO24－中的键角为109°2。
8′
（5）钙元素与最活泼的非金属元素形成的化合物为CaF2，由题给晶胞图可知，“”微粒数为8×18＋6×21＝4，
“”微粒数为8，则“”代表的微粒是F－。
4．稀土有“工业维生素”的美称，如今已成为极其重要的战略资源。
（1）钪（Sc）的基态原子M能层中能量不同的电子有种。
2）铌的混合配体离子[Nd（H2O）6Cl2]＋中，配体是（填“微粒符号”。
）
3）Sm（钐）的单质与1，2－二碘乙烷可发生如下反应：
Sm＋CH2I—CH2I―→Sm2I＋CH2===CH2↑。
CH2I—CH2I中碳原子杂化轨道类型为，1molCH2===CH2中含有的σ键数目为。
常
温下1，2－二碘乙烷为液体而乙烷为气体，其主要原因是。
4）高温超导材料，是具有高临界转变温度，能在液氮温度条件下工作的超导材料。
高温超导材料钢钡铜
氧化物中含有Cu3＋。
基态时Cu3＋的电子排布式为。
化合物中，稀土元素最常见的化合价是＋
3，但也有少数的稀土元素可以显＋4价。
下面四种稀土元素的电离能（单位：
kJ·m－o1l）数据如下表，判
断最有可能显＋4价的稀土元素是（填元素符号）
元素
I1
I2
I3
I4
Sc（钪）
633
1235
2389
7019
Y（铱）
616
1181
1980
5963
La（镧）
538
1067
1850
4819
Ce（铈）
527
1047
1949
3547
5）PrO2（二氧化镨）的晶体结构与CaF2相似，则PrO2（二氧化镨）的晶胞中Pr原子的配位数为。
O
原子与Pr原子配位数不同，影响这一结果的是离子晶体的（填“几何”电“荷”或“键性”因）素。
6）掺杂稀土的硼化镁在39K时有超导性，在硼化镁晶体的理想模型中，镁原子和硼原子是分层排布的，
一层镁一层硼相间排列。
图1是该晶体微观结构中取出的部分原子沿z轴方向的投影，白球是镁原子投
影，黑球是硼原子投影。
则硼化镁的化学式为。
7）磷化硼（BP）是一种有价值的超硬耐磨涂层材料，这种陶瓷材料可作为金属表面的保护薄膜。
磷化硼晶胞如图2所示，在BP晶胞中B的堆积方式为，当晶胞参数为478pm时，磷化硼中硼原子和
磷原子之间的最近距离为cm。
答案】
（1）3
2）H2O和Cl－
3）sp35NA二者组成结构相似，1，2－二碘乙烷的相对分子质量较大，分子间作用力较强，故而沸点相对较高
4）1s22s22p63s23p63d8Ce
5）8电荷
6）MgB2
7）面心立方最密堆积23923×1－010
解析】
1）钪（Sc）是21号元素，核外电子排布式为：
[Ar]3d14s2，M层有s轨道、p轨道、d轨道三种不同能量的电子；
2）铌的混合配体离子[Nd（H2O）6Cl2]＋中，中心离子是Nd3＋提供了空轨道，水分子和氯离子提供了孤对电子，所以配体是H2O和Cl－；
3）CH2I—CH2I中C原子连接了四个单键，即sp3杂化，1个CH2===CH2分子中，含有4个C—H共价键和一个C—C共价键是σ键，所以1molCH2===CH2中含有的σ键数目为5NA；常温下1，2－二碘乙烷为液体而乙烷为气体，是由于1，2－二碘乙烷的相对分子质量较大，分子间作用力较强，故而沸点
相对较高；
4）金属铜是29号元素，基态原子核外电子排布式是：
1s22s22p63s23p63d104s1，所以Cu3＋的核外电子排布
式是：
1s22s22p63s23p63d8；第四电离能与第一电离能、第二电离能、第三电离能相差越小，第四个电子越容易失去，＋4价的可能性越大，在上述表中Ce的I1、I2、I3和I4最接近，所以应为Ce元素；
5）PrO2（二氧化镨）的晶体结构与CaF2相似，则其晶胞中Pr（镨）原子呈面心立方堆积，分别位于面心和顶11
点，晶胞中Pr原子数目＝8×18＋6×12＝4，而Pr原子与O原子数目之比为1∶2，则晶胞中O原子数目为4×2＝8，以晶胞顶点的Pr原子为例，与之距离最近的氧原子位于立方体的体对角线上，每个顶点为
8个晶胞共用，所以Pr的配位数为8；影响离子晶体的配位数的因素有几何因素和电荷因素等等，O原
子与Pr原子配位数不同，是因为O2－和Pr4＋所带电荷数不同，从而影响了配位数的不同；
6）每个白球周围有6个黑球，每个白球被6个小黑球所共用，同理每个小黑球被3个白球所共用，所以白球与黑球的原子个数比为1∶2，硼化镁的化学式为MgB2；
7）由晶胞结构可知，在BP晶胞中B的堆积方式为面心立方最密堆积；P原子与周围的4个B原子最近
1且形成正四面体结构，二者连线处于体对角线上，B和P原子之间的距离为体对角线的1，立方体的每
4
条边长为478pm，则晶胞体对角线长为3×47
升级会员 