Question

【題目】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）由B2O3制備BN的化學(xué)方程式是___________.

（2）基態(tài)B原子的電子排布式為___________;B和N相比，電負(fù)性較大的是_________,B元素的化合價(jià)為_________;

（3）在BF3分子中，F-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原子之間的化學(xué)鍵為________,層間作用力為_________;

（5）六方氮化硼在高溫高壓下，可以轉(zhuǎn)化為立方氮化硼，其結(jié)構(gòu)與金剛石相似，硬度與金剛石相當(dāng)，晶胞邊長為361.5pm,立方氮化硼的密度是_____________g/cm3(只要求列算式，不必計(jì)算出數(shù)值，阿伏伽德羅常數(shù)為NA)

Answer 1

【答案】 B2O3+2NH3 2BN+3H2O 1s22s22p1 N +3 120° sp2 正四面體 共價(jià)鍵(極性鍵) 分子間作用力 25×4/[(361.5x10-10)3×NA]

【解析】（1）反應(yīng)為非氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的方程式為：B2O3+2NH3 2BN+3H2O；正確答案：B2O3+2NH3 2BN+3H2O 。

（2）B的原子序數(shù)為5，其電子排布式為；B與N均為同周期非金屬元素，且 N非金屬性強(qiáng)于B，因此N電負(fù)性較大，則N應(yīng)顯-3價(jià)，B顯+3價(jià)；正確答案：1s22s22p1 ；N ；+3 。

（3）在BF3分子中，B為雜化， F-B-F的鍵角是120°；中B采用雜化，其空間構(gòu)型為正四面體；正確答案：120°；sp2 ； 正四面體。

（4）石墨同層C原子間以共價(jià)鍵連接，各層間以分子間作用力（范德華力）結(jié)合；氮化硼晶體與石墨的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)類似，因此，層內(nèi)B原子與N原子之間的化學(xué)鍵為（非極性）共價(jià)鍵，層間作用力為分子間作用力；正確答案：共價(jià)鍵(極性鍵) ； 分子間作用力。

（5）金剛石立方晶胞中有8個(gè)C原子，又立方氮化硼結(jié)構(gòu)與金剛石相似，所以立方氮化硼中總原子數(shù)為8，另原子數(shù)之比為1:1，則原子各為4個(gè)；立方氮化硼晶胞邊長為361.5pm，N原子質(zhì)量為14g/mol，B原子質(zhì)量為11g/mol，則所求密度=（4×14+4×11）/(361.5×10-10)3×NA=25×4/[(361.5×10-10)3×NA]；正確答案：25×4/[(361.5×10-10)3×NA]。