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硼晶体结构分析

来源:未知作者:李小明 点击:所属专题: 硼单质

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硼晶体是原子晶体,不存在独立的B 12 分子。晶体硼的结构单元是正二十面体,每个单元中有12个硼原子,每个硼原子与另外5个硼原子相连。是原子晶体。数据支持:熔点2573K,沸点2823K,相对硬度9.5(金刚石为10)。单质硼有多种变体,它们都以B 12 正二十面体为基本的结构单

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硼晶体是原子晶体,不存在独立的B12分子。晶体硼的结构单元是正二十面体,每个单元中有12个硼原子,每个硼原子与另外5个硼原子相连。是原子晶体。数据支持:熔点2573K,沸点2823K,相对硬度9.5(金刚石为10)。单质硼有多种变体,它们都以B12正二十面体为基本的结构单元。这个二十面体由12个B原子组成,20个接近等边三角形的棱面相交成30条棱边和12个角顶,每个角顶为一个B原子所占据。    

高中所说的B12,是一个基本单元!我们只要了解这个单元的分摊计算。            

例: 单质硼有无定形和晶体两种,参考下表数据:


硼晶体结构分析


金刚石

晶体硅

晶体硼

熔点

>3823

1683

2573

沸点

5100

2628

2823

硬度

10

7.0

9.5

(1)晶体硼的晶体类型属于________晶体,理由是___________________。

(2)已知晶体硼结构单元是由硼原子组成的正二十面体,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B原子。通过视察图形及推算,此晶体结构单元由_____个硼原子构成。其中B—B键的键角为_______。


分析:晶体硼的熔、沸点和硬度都介于晶体Si和金刚石之间,而金刚石和晶体Si均为原子晶体,B与C相邻与Si处于对角线处,则晶体硼也为原子晶体。晶体硼每个三角形的顶点被5个三角形所共有,所以,此顶点完全属于一个三角形的只占到1/5,每个三角形中有3个这样的点,且晶体B中有20个这样的三角形,因此,晶体B中这样的顶点(B原子)有3/5×20=12个。又因晶体硼中的三角形面为正三角形,所以键角为60°。

答案:原子,晶体硼具有很高的熔沸点和很大的硬度;12,60°

(责任编辑:化学自习室)
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