题目列表(包括答案和解析)
硼晶体的基本结构单元是硼原子组成的正二十面体,其中,每个面均为正三角形,每个硼原子均与另外五个硼原子相连。由此推断在硼晶体的基本结构单元中的顶点数和棱边数分别是
A.60、12 B.12、30 C.30、12 D.10、30
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。
| 金刚石 | 晶体硅 | 晶体硼 |
熔点/K | 3 823 | 1 683 | 2 573 |
沸点/K | 5 100 | 2 628 | 2 823 |
硬度/moh | 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正二十面体(如图所示),其中有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,其中B—B键间的键角是_________(填度数)。
20读晶体图回答:
(1)BN是一种新型的无机材料,由于属等电子体物质,其结构和性质具有极大的相似性,则可推知,在BN的两种晶型中,一种是类似_________的空间网状结构晶体,可用作耐磨材料;另一种是类似于_________的层状结构的混合型晶体,可作用润滑材料,在其结构的每一层上最小的封闭环中有 _________个B原子,B—N键键角为_________。
(2)单质硼有无定形体和晶体两种,参考下表数据。
①晶体硼的晶体类型属于 晶体,理由是_________。
②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1—6所示),其中有20个等边三角形的面和一定数目的顶点,每个顶点上各有1个硼原子。通过观察图形及推算,此基本结构单元由_________个硼原子构成。其中B—B键的键角为_________。
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