题目内容

晶体硼的基本结构单元是由硼原子组成的正二十面体如图所示，每个三角形均为正三角形，每个顶点为一硼原子。则：

（1）每一个此基本单元由________个原子组成。

（2）该单元中有2个原子为10B（其余为11B），那么该结构单元有________种不同类型。

（3）如果把每一条棱三等分后，从三等分点切掉所有的顶点，将形成一新的多面体晶体，则该晶体有________个顶点，________个面，分别是正________边形________个，正________形________个。

 

答案：
解析：

解析：（1）顶点数.20×3÷5＝12（个）（共20个面，每个面均为正三角形，有三个顶点，而每个顶点都同时属于5个面，所以有12个原子）。

（2）当选定1个顶点后，与它最近的顶点数为5个，然后就是5个和1个，即二取代物有3种。

（3）综上可得，每切去一个顶点，则同时生成5个新的顶点和一个正五边形的面，所以，新的晶体共有顶点：12×5＝60（个），面：20＋12＝32（个），其中正五边形的面12个，正六边形的面20个（等于原晶体的面数）。

答案：（1）12  （2）3  （3）60  32  五  12  六  20

 


练习册系列答案
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参考下列数据，完成下列问题：

 

金刚石

晶体硅

晶体硼

熔点（K）

3 823

1 683

2 573

沸点（K）

5 100

2 868

2 823

硬度

10

7.0

9.5

（1）晶体硼的晶体类型属于_____________晶体。

（2）已知晶体硼的基本结构单元是由硼原子构成的十二面体（如上图所示），其中20个等边三角形的面和一定数目的顶点，每个顶点各有一个硼原子，通过观察图形及推算，可知此结构单元是由___________个硼原子构成的，其中B—B键间的键角是_____________（填度数）。

（1）卤素单质F2、Cl2、Br2、I2的熔沸点由高到低排列为                    ，理由是                                                  。卤化氢HF、HCl、HBr、HI中，沸点最低为                          ，最高为                    ，造成的原因为                                                。

（2）晶体硼的熔点和硬度都介于金刚石和晶体硅之间。

①晶体硼的晶体类型属于          晶体，理由是                           。

②如图，晶体硼的基本结构单元都是硼原子组成的正二十面体，其中含     

有20个等边三角形和一定数目的顶角，每个顶角上各有一个硼原子，

观察此图，试回答：

这个基本结构单元由       个硼原子组成，键角是         ，

共含有       个B—B键。

几何学是解决物质结构问题的基础。C60（每个碳原子与周围3个碳原子相连，如下图）是一系列碳原子簇合物（即富勒烯）的一个典型代表,它的应用十分广泛,涉及光学、信息学、药物学、催化、储氢、超导等。就其结构而言也很特殊。18世纪俄罗斯数学家莱昂哈德·欧拉通过理论论证，明确指出任何一个这样的多面体都必须恰好具有12个五边形方能闭合成多面体。试回答：

（1）由12个五边形构成的最小碳笼的化学式为__________________________________，计算过程为_________________________。

（2）除碳原子能形成笼形球状分子外，实验中还发现了以金属原子部分取代碳原子的“金属——碳原子”团簇分子，即金属碳烯，若金属碳烯的价电子总数与碳原子团簇分子的价电子总数相等，你认为能代替碳原子的金属有____________________________________（填在周期表中的位置）。

（3）在最小的金属碳烯原子簇化合物中，金属与碳原子个数比为2∶3，这种最小金属碳烯团簇分子的化学式为_____________________________（用M代金属）。

（4）计算机技术的发展带动了理论化学的发展。最近，美国研究人员通过理论计算证明，可以用24个X原子和24个Y原子代替48个碳原子形成C12X24Y24新的团簇分子。若已知这种全非金属团簇分子与C60价电子总数相等，且X、Y、C元素位于同一周期，X的原子半径小于Y的原子半径，则在12个五边形中，每个五边形中有___________个X原子，有___________个Y原子，X是___________元素，Y是___________元素。

（5）目前，化学家已经找到十余种富勒烯家族成员，如C28、C32、C50、C60、C70……（富勒烯家族成员还在增加），它们的分子结构都是由正五边形和正六边形构成的封闭的凸多面体，则C80结构中五边形和六边形的个数分别是_________和_________。

（6）下列物质不属于富勒烯家族的有___________。

A.C18                      B.C44                   C.C72                                    D.C83

（7）晶体硼的基本结构单元是由硼原子组成的正二十面体（如下图所示）。其中含有20个等边三角形和一定数目的顶角，每个顶角上各有一个硼原子。请根据观察和计算确定：

①该基本结构单元内，所含硼原子的个数为__________；所含B—B键的数目是__________。

②若将晶体硼结构单元的每个顶角削去，余下部分就和C60晶体的结构相同。据此确定，C60是由__________个正六边形和__________个正五边形构成。

单质硼有无定形和晶体两种。已知晶体硼的基本结构单元是由硼原子组成的正二十面体（如图所示），

其中含有二十个等边三角形和一定数目的顶角，每个顶角上各有一个硼原子。通过观察图形及计算确定：
①该基本结构单元是由________个硼原子构成的；键角是_________；所含B－B键的数目是_________。
②若将晶体硼结构单元中的每一个顶角均削去，余下的部分和C60晶体的结构相同，据此确定：C60是由_______个正六边形和_______个正五边形构成；一个C60中含有     个碳碳单键，有           个碳碳双键。

晶体硼的基本结构单元都是由硼原子组成的正二十面体的原子晶体。其中含有20个等边三角形和一定数目的顶角，每个顶角各有一个原子，试观察图形回答。这个基本结构单元由    个硼原子组成，共含有   个B-B键。

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