Question

氮化硼（BN）是一種重要的功能陶瓷材料，以天然硼砂為起始物，經(jīng)過一系列反應(yīng)可以得到BF₃和BN，如下圖所示，請回答下列問題：

（1）基態(tài)B原子的電子排布圖為

 

；B和N相比，電負(fù)性較大的是

 

，BN中B元素的化合價(jià)為

 

；
（2）由B₂O₃制備BN的化學(xué)方程式是

 

；
（3）在BF₃分子中，F(xiàn)-B-F的鍵角是

 

，B原子的雜化軌道類型為

 

，BF₃和過量NaF作用可生成NaBF₄，BF₄^-的立體結(jié)構(gòu)為

 

；
（4）在與石墨結(jié)構(gòu)相似的六方氮化硼晶體中，層內(nèi)B原子與N原子之間的作用力為

 

，層間的作用力為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：原子核外電子排布,元素電離能、電負(fù)性的含義及應(yīng)用,鍵能、鍵長、鍵角及其應(yīng)用,不同晶體的結(jié)構(gòu)微粒及微粒間作用力的區(qū)別

專題：原子組成與結(jié)構(gòu)專題,化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）B的原子序數(shù)為5，其基態(tài)原子的電子排布式為1s²2s²2p¹根據(jù)電子排布式畫出電子排布圖；
B和N都屬于第二周期元素，同周期自左至右元素的電負(fù)性逐漸增大，故電負(fù)性較大的是N；B屬于第ⅢA族元素，化合價(jià)為+3價(jià)．
（2）由圖及元素守恒可寫出反應(yīng)的方程式：B₂O₃+2NH₃

高溫  .

2BN+3H₂O；
（3）依據(jù)價(jià)層電子對互斥理論，計(jì)算出的孤對電子對數(shù)以及價(jià)層電子對數(shù)，可判斷出分子的空間構(gòu)型；
（4）B、N均屬于非金屬元素，二者形成的化學(xué)鍵是極性共價(jià)鍵；根據(jù)其結(jié)構(gòu)與石墨相似，層與層之間應(yīng)該靠分子間作用力結(jié)合．

解答： 解：（1）基態(tài)B原子的電子排布式為1s²2s²sp¹，其電子排布圖為；B與N 均位于第二周期，電負(fù)性從左向右依次遞減，所以N的電負(fù)性大于B；BN中B元素的化合價(jià)為+3；
故答案為：；N；+3；
（2）由圖可知B₂O₃與氨氣在高溫下反應(yīng)即生成BN，方程式為B₂O₃+2NH₃

高溫  .

2BN+3H₂O；
故答案為：B₂O₃+2NH₃

高溫  .

2BN+3H₂O；
（3）依據(jù)價(jià)層電子對互斥理論，計(jì)算出BF₃的孤對電子對數(shù)=

1

2

×（a-xb）=

1

2

×（4-4×1）=0，并且價(jià)層電子對數(shù)為3，所以BF₃分子為平面正三角形結(jié)構(gòu)，鍵角為120°，雜化方式為sp²；BF₄^-中心原子的孤對電子對數(shù)=

1

2

×（a-xb）=

1

2

×（4-4×1）=0，其價(jià)層電子對數(shù)為4，所以其結(jié)構(gòu)為正四面體型；
故答案為：120°；sp²；正四面體型；
（4）B、N均屬于非金屬元素，二者形成的化學(xué)鍵是極性共價(jià)鍵；根據(jù)石墨結(jié)構(gòu)可知六方氮化硼晶體中，層與層之間靠分子間作用力結(jié)合．
故答案為：共價(jià)鍵（或極性共價(jià)鍵）；分子間作用力．

點(diǎn)評：本題考查較為全面，涉及到化學(xué)方程式的書寫、電子排布圖、分子空間構(gòu)型、雜化類型的判斷，但解題具有較強(qiáng)的方法性和規(guī)律性，學(xué)習(xí)中注意總結(jié)如何書寫電子排布式，如何判斷分子空間構(gòu)型等方法．