现在物质结构理论原理证实，原子的电子排步遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，处于最低能量的原子叫做              原子。不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的                         ，总称原子光谱。请分析当H原子处于激发态电子排布式为2P¹时，其可形成           条发射光谱。

现在物质结构理论原理证实，原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，处于最低能量的原子叫做        原子。

（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。

(共10分)  长期以来人们一直认为金刚石是最硬的物质，但这种神话现在正在被打破。1990年美国伯克利大学的A．Y．Liu和M．L．Cohen在国际著名期刊上发表论文，在理论上预言了一种自然界并不存在的物质β－C₃N₄，理论计算表明，这种C₃N₄物质比金刚石的硬度还大，不仅如此，这种物质还可用作蓝紫激光材料，并有可能是一种性能优异的非线性光学材料。这篇论文发表以后，在世界科学领域引起了很大的轰动，并引发了材料界争相合成β－C₃N₄的热潮，虽然大块的β－C₃N₄晶体至今尚未合成出来，但含有β－C₃N₄晶粒的薄膜材料已经制备成功并验证了理论预测的正确性，这比材料本身更具重大意义。其晶体结构见图1和图2。

(1) 请分析β－C₃N₄晶体中，C原子和N原子的杂化类型以及它们在晶体中的成键情况：

                                                                           ；

(2) 请在图1中画出β－C₃N₄的一个结构基元，该结构基元包括    个碳原子和    个氮原子；

(3) 实验测试表明，β－C₃N₄晶体属于六方晶系，晶胞结构见图2(图示原子都包含在晶胞内)，晶胞参数a=0.64nm，c=0.24nm，请列式计算其晶体密度。

   ρ=                                                                   ；