Question

【題目】硼（B）及其化合物是用途廣泛的化工原料，硼可與多種元素形成化合物。

（1）B的價(jià)電子軌道表示式為________ 。

（2）BF3與NH3可以通過配位鍵形成NH3·BF3。

① 基態(tài)原子的核外電子有________種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

② NH3 的鍵角________CH4的鍵角（填“大于”、“小于”或“等于”）。BF3為________分子（填“極性”或“非極性”）。

③ 在NH3·BF3所形成的配位鍵中，________原子提供空軌道。

（3）氮化硼（BN）晶體有多種結(jié)構(gòu)。六方氮化硼與石墨相似，具有層狀結(jié)構(gòu)；立方氮化硼與金剛石相似，具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。它們的晶體結(jié)構(gòu)如下圖所示。

① 六方氮化硼和立方氮化硼中，B原子的雜化方式分別為_______、_______。

② 六方氮化硼能像石墨一樣做潤滑劑，原因是_______；但它不能像石墨一樣導(dǎo)電，可能的原因是_______.

③ 已知立方氮化硼的晶胞參數(shù)（即晶胞的邊長）為acm，則立方氮化硼的密度為_______g/cm3（只要求列算式，不必計(jì)算出結(jié)果，阿伏加德羅常數(shù)為NA）。

Answer 1

【答案】 9 小于 非極性 B sp2 sp3 層與層之間是范德華力，容易被破壞 層面中沒有自由移動(dòng)的電子

【解析】(1)B的核電荷數(shù)為5，其價(jià)電子排布式為2s22p1，則價(jià)電子軌道表示式為；

(2)BF3與NH3可以通過配位鍵形成NH3·BF3。

① 基態(tài)原子的核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為9，核外電子有9個(gè)電子，則有9種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；

② CH4分子中沒有孤電子對(duì)，NH3分子中含有一個(gè)孤電子對(duì)，孤電子對(duì)和化學(xué)鍵之間存在排斥能力，所以NH3分子內(nèi)的H-N-H鍵角小于CH4分子內(nèi)的H-C-H鍵角；BF3中B元素化合價(jià)為+3，B原子最外層3個(gè)電子全部成鍵，為sp2雜化，平面結(jié)構(gòu)，非極性分子；

③ NH3BF3中B原子有空軌道，N原子有孤電子對(duì)，所以NH3提供孤電子對(duì)，BF3提供空軌道，形成配位鍵；

(3)① 六方氮化硼中每個(gè)硼原子形成3個(gè)σ鍵，為sp2雜化；立方氮化硼晶體中每個(gè)硼原子形成4個(gè)σ鍵，所以硼原子的雜化軌道類型為sp3；

② 六方氮化硼是層狀結(jié)構(gòu)，層與層之間是范德華力，容易被破壞，則可做潤滑劑；而六方氮化硼晶體結(jié)構(gòu)其層結(jié)構(gòu)中沒有自由電子，則不導(dǎo)電；

③晶胞的體積為(acm)3，晶胞中含有8×+6×=4個(gè)N和4個(gè)B原子，晶胞的質(zhì)量為g，立方氮化硼的密度為g/cm3。