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，如圖所示：

請(qǐng)回答下列問題：
（1）由B₂O₃制備BN的化學(xué)方程式是

B₂O₃+2NH₃

△   .

2BN+3H₂O

；
（2）基態(tài)B原子的電子排布式為

1s²2s²2p¹

；B和N相比，電負(fù)性較大的是

N

；BN中B元素的化合價(jià)為

+3價(jià)

；
（3）在BF₃分子中，F(xiàn)-B-F的鍵角是

120°

，B原子的雜化軌道類型為

sp²雜化

，
（4）BF₃和過量NaF作用可生成NaBF₄，

BF

- 4

的立體構(gòu)型為

正四面體

；
（5）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原子之間的化學(xué)鍵為

共價(jià)鍵

，層間作用力為

范德華力

．

Answer 1

分析：（1）由工藝流程可知，B₂O₃與NH₃反應(yīng)生成BN，根據(jù)原子守恒可知，還有水生成；
（2）硼原子核外電子數(shù)目為5，根據(jù)核外電子排布規(guī)律書寫；同周期從左到右電負(fù)性依次增強(qiáng)，B第IIIA族元素，為+3價(jià)；
（3）價(jià)層電子對(duì)互斥理論認(rèn)為：分子的立體構(gòu)型是“價(jià)層電子對(duì)”相互排斥的結(jié)果，先判斷價(jià)層電子對(duì)數(shù)，再確定構(gòu)型和雜化方式；
（4）價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷其σ電子對(duì)和孤電子對(duì)數(shù)目；
（5）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原子之間的化學(xué)鍵為共價(jià)鍵，層間作用力為范德華力．

解答：解（1）由工藝流程可知，B₂O₃與NH₃反應(yīng)生成BN，根據(jù)原子守恒可知，還有水生成，反應(yīng)方程式為：B₂O₃+2NH₃

△   .

2BN+3H₂O，
故答案為：B₂O₃+2NH₃

△   .

2BN+3H₂O；
（2）硼原子核外電子數(shù)目為5，原子的電子排布式為1s²2s²2p¹，同周期從左到右電負(fù)性依次增強(qiáng)，所以電負(fù)性N＞B；B第ⅢA族元素，為+3價(jià)；
故答案為：1s²2s²2p¹；N；3；
（3）BF₃分子的中心原子B原子上含有3個(gè)σ 鍵，中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)=

1

2

（a-xb）=

1

2

（0-3×1）=0，所以BF₃分子的VSEPR模型是平面三角型，中心原子上沒有孤對(duì)電子，所以其空間構(gòu)型就是平面三角形，鍵角是120°，BF₃分子的中心原子B原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為；3，屬于sp²雜化，
故答案為：120°；sp²雜化；
（4）BF₃和過量NaF作用可生成NaBF₄，BF₄^-中B原子的價(jià)層電子對(duì)=4+

1

2

=4，該離子中不含孤電子對(duì)，為正四面體結(jié)構(gòu)，故答案為：正四面體；
（5）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原子之間的化學(xué)鍵為共價(jià)鍵，層間作用力為范德華力，故答案為：共價(jià)鍵；范德華力．

點(diǎn)評(píng)：本題考查結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系、核外電子排布規(guī)律、雜化軌道、電負(fù)性等，題目綜合性較大，難度較大．