Question

氮化硼(BN)晶體有多種相結構。六方相氮化硼是通常存在的穩(wěn)定相，與石墨相似，具有層狀結構，可作高溫潤滑劑。立方相氮化硼是超硬材料，有優(yōu)異的耐磨性。它們的晶體結構如下圖所示。

　

(1)基態(tài)硼原子的電子排布式為_________________________________。

(2)關于這兩種晶體的說法，正確的是________(填序號)。  

a．立方相氮化硼含有σ鍵和π鍵，所以硬度大   

b．六方相氮化硼層間作用力小，所以質地軟   

c．兩種晶體中的B－N鍵均為共價鍵   

d．兩種晶體均為分子晶體 

(3)六方相氮化硼晶體層內一個硼原子與相鄰氮原子構成的空間構型為________________，其結構與石墨相似卻不導電，原因是_________________

_________________________________________________________。

(4)立方相氮化硼晶體中，硼原子的雜化軌道類型為________。該晶體的天然礦物在青藏高原地下約300 km的古地殼中被發(fā)現(xiàn)。根據(jù)這一礦物形成事實，推斷實驗室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的條件應是 __________。

(5)NH₄BF₄(氟硼酸銨)是合成氮化硼納米管的原料之一。1 mol NH₄BF₄含有________ mol配位鍵。

Answer 1

解析　(1)硼為第5號元素，核外有5個電子，基態(tài)硼原子的電子排布式為1s²2s²2p¹。(2)a項，立方相氮化硼類似于金剛石的結構只有σ鍵，沒有π鍵，錯誤；b項，六方相氮化硼類似于石墨的結構，層與層之間存在分子間作用力，質地軟，正確；c項，B—N間通過共用電子對結合，均為共價鍵，正確；d項，立方相氮化硼為原子晶體，六方相氮化硼為混合型晶體，錯誤。(3)由六方相氮化硼晶體結構可知，層內每個硼原子與相鄰的3個氮原子構成平面三角形，由于六方相氮化硼結構中已沒有自由移動的電子，故其不導電。(4)立方相氮化硼晶體中每個硼原子與相鄰的4個氮原子形成共價鍵，有4個雜化軌道，發(fā)生的是sp³雜化，根據(jù)題意，結合地理知識，合成立方相氮化硼晶體的條件為高溫、高壓。(5)NH₄BF₄由NH和BF構成，1個NH中含1個配位鍵，1個BF中含1個配位鍵，故1 mol NH₄BF₄中含有2 mol配位鍵。

答案　(1)1s²2s²2p¹　(2)bc　(3)平面三角形　層狀結構中沒有自由移動的電子　(4)sp³　高溫、高壓　(5)2