Question

18．（1）已知短周期元素X的电离能数据如下（kJ•mol-1）：

电离能	I1	I2	I3	I4
X	577	1817	2745	11578

由X的电离能数据判断，X通常显+3价．
（2）单质硼有无定形和晶体两种，参考下表数据回答：

	金刚石	晶体硅	晶体硼
熔点/K	＜3823	1683	2573
沸点/K	5100	2628	2823
硬度/Moh	10	7.0	9.5

①晶体硼的晶体类型属于原子晶体，理由是熔、沸点很高、硬度很大，且各项数据介于金刚石和晶体硅之间．
②已知晶体硼的结构单元是由硼原子组成的正二十面体（如图），其中有20个等边三角形的面和一定数目的顶角，每个顶角各有一个硼原子．通过观察图形及推算，得出此基本结构单元是由12个硼原子构成的，其中B-B键的键角为60°．

Answer 1

分析 （1）电离能数据分析可知，元素的第四电离能剧增，表现+3价；
（2）根据表中数据判断可知晶体硼熔沸点和硬度介于金刚石和晶体硅之间，判断为原子晶体；
（3）在硼原子组成的正二十面体结构中，每5个面共用一个顶点，每个面拥有这个顶点的$\frac{1}{5}$，每个等边三角形拥有的顶点为：$\frac{1}{5}$×3，20个等边三角形拥有的顶点为：$\frac{3}{5}$×20；B-B键组成正三角形；每2个面共用一个B-B键，每个面拥有这个B-B键的$\frac{1}{2}$，每个等边三角形占有的B-B键为：$\frac{1}{2}$×3=$\frac{3}{2}$，据此可以求出20个等边三角形拥有的B-B键．

解答 解：（1）电离能数据分析可知，元素的第四电离能为11578，数值剧增，说明盐酸化合价表现+3价，
故答案为：+3；
（2）根据表中数据判断可知晶体硼熔沸点和硬度介于金刚石和晶体硅之间，熔沸点、硬度都很大，可知晶体硼为原子晶体，
故答案为：原子；熔、沸点很高、硬度很大，且各项数据介于金刚石和晶体硅之间；
（3）在硼原子组成的正二十面体结构中，每5个面共用一个顶点，每个面拥有这个顶点的$\frac{1}{5}$，每个等边三角形拥有的顶点为：$\frac{1}{5}$×3=$\frac{3}{5}$，20个等边三角形拥有的顶点为：$\frac{3}{5}$×20=12；B-B键组成正三角形，则每个键角均为60°，
故答案为：12；60°；

点评 本题考查电离能概念和数据的分析、晶体类型判断、均摊法计算晶胞，难度不大，侧重于考查学生的分析能力和计算能力．