、NO
等离子；
（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×
＋6×
＝4，所以晶胞的化学式是CuBr，故A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，PR为晶胞对角线的
，则R点的原子坐标参数为（
，
，
），故D正确；
（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：
cm，该晶胞的体积为：
cm3，一个晶胞的质量为：
（4×144）÷NAg，故晶胞的密度计算表达式为：
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________。
③HCl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H5O
，结构为
，在该离子中，存在的作用力有________。
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键
（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原子与O原子之间的距离为apm，则该晶体的密度为________g·cm－3（用NA表示阿伏加德罗常数的值，不必计算出结果）。
【答案】
（1）1s22s22p63s23p63d1 10
（2）①sp2杂化 7∶2 ②四面体形 NH
③abfi
（3）五种元素的最高正化合价数值等于各元素基态原子的最高能层s电子和次高能层d电子数目之和
（4）
【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。
（2）①H2C2O4的结构简式为
，C原子的杂化轨道类型为sp2，1molH2C2O4分子中含σ键和π键的数目之比为7∶2。
②H2O中O原子的价层电子对数＝
＝4，且含有2个孤电子对，所以H2O的VSEPR模型为四面体形，分子空间构型为V形。
与H2O互为等电子体的阴离子为NH
。
（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
，则该晶胞的晶胞参数＝
×4a×10－10cm；每个晶胞中占有4个“PrO2”，则该晶胞的质量为
g，根据ρ＝
可知，该晶体密度为
g·cm－3。
3．A、B、C、D、E是原子序数依次增大的前四周期元素。
已知A元素基态原子的核外电子分占四个原子轨道；B元素基态原子的成对电子数是未成对电子数的6倍；C元素是同周期元素中电负性最大的元素；D元素基态原子的L层与M层的电子数相等，且与s能级的电子总数相等；E元素可与C元素形成2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________和________。
（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，由A～E中的元素形成的微粒中，与SO
互为等电子体的分子是________（填分子式，任写一种），SO
中的键角为________。
（5）D元素与最活泼的非金属元素形成的化合物的晶胞结构如图所示，其中“
”代表的微粒是________（用元素符号或离子符号表示），该离子化合物晶体的密度为ag·cm－3，则晶胞的体积是________（写出表达式即可）。
【答案】
（1）3d64s2 d
（2）分子晶体 原子晶体 SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
（3）5 1
（4）SiCl4或CCl4 109°28′
（5）F－
【解析】根据题意可知A为C（碳），B为Si，C为Cl、D为Ca、E为Fe。
（1）E元素（Fe）基态原子的价层电子排布式为3d64s2，属于d区的元素。
（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SO
互为等电子体的分子有SiCl4、CCl4。
SO
的中心原子S的杂化方式为sp3杂化，SO
为正四面体结构，则SO
中的键角为109°28′。
（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×
＋6×
＝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―→SmI2＋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·mol－1）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）sp3 5NA 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）1s22s22p63s23p63d8 Ce
（5）8 电荷
（6）MgB2
（7）面心立方最密堆积
×10－10
【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，
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