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現(xiàn)在物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論原理證實(shí)，原子的電子排步遵循構(gòu)造原理能使整個(gè)原子的能量處于最低狀態(tài)，處于最低能量的原子叫做              原子。不同元素的原子發(fā)生躍遷時(shí)會(huì)吸收或釋放不同的光，可以用光譜儀攝取各種元素的電子的                         ，總稱原子光譜。請(qǐng)分析當(dāng)H原子處于激發(fā)態(tài)電子排布式為2P¹時(shí)，其可形成           條發(fā)射光譜。

現(xiàn)在物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論原理證實(shí)，原子的電子排布遵循構(gòu)造原理能使整個(gè)原子的能量處于最低狀態(tài)，處于最低能量的原子叫做        原子。

（1）由12個(gè)五邊形構(gòu)成的最小碳籠的化學(xué)式為__________，計(jì)算過程為__________________。

（2）除碳原子能形成籠形球狀分子外，實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)了以金屬原子部分取代碳原子的“金屬——碳原子”團(tuán)簇分子，即金屬碳烯，若金屬碳烯的價(jià)電子總數(shù)與碳原子團(tuán)簇分子的價(jià)電子總數(shù)相等，你認(rèn)為能代替碳原子的金屬有________________（填在周期表中的位置）。

（3）在最小的金屬碳烯原子簇化合物中，金屬與碳原子個(gè)數(shù)比為2∶3，這種最小金屬碳烯團(tuán)簇分子的化學(xué)式為_______________（用M代金屬）。

（4）計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)了理論化學(xué)的發(fā)展。最近，美國研究人員通過理論計(jì)算證明，可以用24個(gè)X原子和24個(gè)Y原子代替48個(gè)碳原子形成C₁₂X₂4Y₂4新的團(tuán)簇分子。若已知這種全非金屬團(tuán)簇分子與C₆₀價(jià)電子總數(shù)相等，且X、Y、C元素位于同一周期，X的原子半徑小于Y的原子半徑，則在12個(gè)五邊形中，每個(gè)五邊形中有________個(gè)X原子，有________個(gè)Y原子，X是________元素，Y是_________元素。

（5）目前，化學(xué)家已經(jīng)找到十余種富勒烯家族成員，如C₂8、C₃2、C₅0、C₆₀、C₇₀……（富勒烯家族成員還在增加），它們的分子結(jié)構(gòu)都是由正五邊形和正六邊形構(gòu)成的封閉的凸多面體，則C₈₀結(jié)構(gòu)中五邊形和六邊形的個(gè)數(shù)分別是_________和_________。

（6）下列物質(zhì)不屬于富勒烯家族的有___________。

A.C₁₈             B.C₄4          C.C₇₂                  D.C₈₃

（7）晶體硼的基本結(jié)構(gòu)單元是由硼原子組成的正二十面體（如下圖所示）。其中含有20個(gè)等邊三角形和一定數(shù)目的頂角，每個(gè)頂角上各有一個(gè)硼原子。請(qǐng)根據(jù)觀察和計(jì)算確定：

①該基本結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，所含硼原子的個(gè)數(shù)為__________；所含B—B鍵的數(shù)目是__________。

②若將晶體硼結(jié)構(gòu)單元的每個(gè)頂角削去，余下部分就和C₆₀晶體的結(jié)構(gòu)相同。據(jù)此確定，C₆₀是由__________個(gè)正六邊形和__________個(gè)正五邊形構(gòu)成。

(共10分)  長期以來人們一直認(rèn)為金剛石是最硬的物質(zhì)，但這種神話現(xiàn)在正在被打破。1990年美國伯克利大學(xué)的A．Y．Liu和M．L．Cohen在國際著名期刊上發(fā)表論文，在理論上預(yù)言了一種自然界并不存在的物質(zhì)β－C₃N₄，理論計(jì)算表明，這種C₃N₄物質(zhì)比金剛石的硬度還大，不僅如此，這種物質(zhì)還可用作藍(lán)紫激光材料，并有可能是一種性能優(yōu)異的非線性光學(xué)材料。這篇論文發(fā)表以后，在世界科學(xué)領(lǐng)域引起了很大的轟動(dòng)，并引發(fā)了材料界爭相合成β－C₃N₄的熱潮，雖然大塊的β－C₃N₄晶體至今尚未合成出來，但含有β－C₃N₄晶粒的薄膜材料已經(jīng)制備成功并驗(yàn)證了理論預(yù)測的正確性，這比材料本身更具重大意義。其晶體結(jié)構(gòu)見圖1和圖2。

(1) 請(qǐng)分析β－C₃N₄晶體中，C原子和N原子的雜化類型以及它們?cè)诰�體中的成鍵情況：

                                                                           ；

(2) 請(qǐng)?jiān)趫D1中畫出β－C₃N₄的一個(gè)結(jié)構(gòu)基元，該結(jié)構(gòu)基元包括    個(gè)碳原子和    個(gè)氮原子；

(3) 實(shí)驗(yàn)測試表明，β－C₃N₄晶體屬于六方晶系，晶胞結(jié)構(gòu)見圖2(圖示原子都包含在晶胞內(nèi))，晶胞參數(shù)a=0.64nm，c=0.24nm，請(qǐng)列式計(jì)算其晶體密度。

   ρ=                                                                   ；