单质硼有无定形和晶体两种,参考下列数据:
晶体 | 金刚石 | 晶体硅 | 晶体硼 |
熔点(K) | >3823 | 1683 | 2573 |
沸点(K) | 5100 | 2628 | 2823 |
硬度(Moh) | 10 | 7.0 | 9.5 |
晶体硼的晶体类型属于 晶体,理由是 。
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(如下图所示),各正二十面体之间以B——B键相互联结,在每个正二十面体中有二十个等边三角形的面和一定数目的顶角,每个顶点各有一个硼原子。通过观察图形及推算,得出此基本结构单元是由 个硼原子构成,其中B——B键之间的键角是 。
(l)原子晶体,非金属单质晶体硼的熔、沸点和硬度都介于原子晶体金刚石和晶体硅之间,由此推知晶体硼为原子晶体。
(2)硼原子数 3×2O/5=12
或设硼原子数为x,每个硼原子与其它5个硼原子形成B——B键,每个B——B键为两个面所共有则:
x=12 (硼原子数)
键角:60°
非金属单质的晶体类型主要有2种:原子晶体和分子晶体,由于作用力强弱相差悬殊,物理性质(熔、沸点、硬度)差别也甚大,因此根据表中数据可以看出单质晶体硼的熔、沸点、硬度都介于典型的原子晶体,金刚石和晶体硅之间,因此晶体硼当属原子晶体。
然后观察图形,每个等边三角形有3个项点,但从图形中还应观察到在这个二十面体中每个顶点(B原子)与另5个硼原子分别形成B——B键,即每个顶点为5个等边三角形(不同面上)所共有,因此该基本单元内硼原子数为:
3×2O/5=12
其基本单元透视图如右图所示