Question

18．（1）已知短周期元素X的電離能數據如下（kJ•mol-1）：

電離能	I1	I2	I3	I4
X	577	1817	2745	11578

由X的電離能數據判斷，X通常顯+3價．
（2）單質硼有無定形和晶體兩種，參考下表數據回答：

	金剛石	晶體硅	晶體硼
熔點/K	＜3823	1683	2573
沸點/K	5100	2628	2823
硬度/Moh	10	7.0	9.5

①晶體硼的晶體類型屬于原子晶體，理由是熔、沸點很高、硬度很大，且各項數據介于金剛石和晶體硅之間．
②已知晶體硼的結構單元是由硼原子組成的正二十面體（如圖），其中有20個等邊三角形的面和一定數目的頂角，每個頂角各有一個硼原子．通過觀察圖形及推算，得出此基本結構單元是由12個硼原子構成的，其中B-B鍵的鍵角為60°．

Answer 1

分析 （1）電離能數據分析可知，元素的第四電離能劇增，表現(xiàn)+3價；
（2）根據表中數據判斷可知晶體硼熔沸點和硬度介于金剛石和晶體硅之間，判斷為原子晶體；
（3）在硼原子組成的正二十面體結構中，每5個面共用一個頂點，每個面擁有這個頂點的$\frac{1}{5}$，每個等邊三角形擁有的頂點為：$\frac{1}{5}$×3，20個等邊三角形擁有的頂點為：$\frac{3}{5}$×20；B-B鍵組成正三角形；每2個面共用一個B-B鍵，每個面擁有這個B-B鍵的$\frac{1}{2}$，每個等邊三角形占有的B-B鍵為：$\frac{1}{2}$×3=$\frac{3}{2}$，據此可以求出20個等邊三角形擁有的B-B鍵．

解答 解：（1）電離能數據分析可知，元素的第四電離能為11578，數值劇增，說明鹽酸化合價表現(xiàn)+3價，
故答案為：+3；
（2）根據表中數據判斷可知晶體硼熔沸點和硬度介于金剛石和晶體硅之間，熔沸點、硬度都很大，可知晶體硼為原子晶體，
故答案為：原子；熔、沸點很高、硬度很大，且各項數據介于金剛石和晶體硅之間；
（3）在硼原子組成的正二十面體結構中，每5個面共用一個頂點，每個面擁有這個頂點的$\frac{1}{5}$，每個等邊三角形擁有的頂點為：$\frac{1}{5}$×3=$\frac{3}{5}$，20個等邊三角形擁有的頂點為：$\frac{3}{5}$×20=12；B-B鍵組成正三角形，則每個鍵角均為60°，
故答案為：12；60°；

點評 本題考查電離能概念和數據的分析、晶體類型判斷、均攤法計算晶胞，難度不大，側重于考查學生的分析能力和計算能力．