（1）金刚石、石墨、足球烯和碳纳米管都是碳的单质，根据结构示意图可以看出它们结构都不同，所以它们是互为同素异形体，碳是6号元素，根据构造原理可知碳的基态电子排布图为：，
故答案为：同素异形体；；
（2）根据元素周期律可知同周期元素从左向右第一电离能逐渐增大，但由于第ⅡA族和第ⅤA族元素原子最外层是稳定结构，它们都比后面一族同周期元素的第一电离能要大，所以I1（N）＞I1（O）＞I1（C），故答案为：I1（N）＞I1（O）＞I1（C）；
（3）石墨是层状结构，在同一层内碳与碳之间形成C-C单键，是σ键，而在层与层之间是通过分子间作用力相结合，所以石墨中存在的作用力是σ键和分子间作用于，故选AE，在层内每个碳与周围三个碳形成共价键，所以碳的杂化方式为sp3，故答案为：AE；sp3；
（4）根据图A及题目中的描述，可画出示意图为：，根据金刚石晶胞的结构图可知，金刚石晶胞是面心立方堆积完之后还在四个四面体里有原子，也就是说在金刚石晶胞的体对角线上连排了四个原子，并且相切，所以体对角线长度就是碳原子半径的8倍，设晶胞边长为a，碳原子的半径为r，即
a=8r，
3
∵碳原子的质量=
又∵每个晶胞中含有碳原子个数=4+8×12 NA
+6×1 8
=8 由ρ=1 2
，得a=2×8×
12 NA a3
，∵
3
12 ρNA
a=8r，∴r=
3
a=
3
8
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