Question

【題目】硼及其化合物廣泛應(yīng)用于能源、材料等領(lǐng)域。

（1）釹鐵硼是磁性材料，被稱為“磁王”。釹的價電子排布式為4f46s2，則釹原子的未成對電子數(shù)有__個。

（2）氟化硼（BF3）是石油化工的重要催化劑。BF3BF3是__分子（填“極性”或“非極性”），BF3中B—F比BF4-中B—F的鍵長短，原因是__。

（3）乙硼烷（B2H6）是用作火箭和導(dǎo)彈的高能燃料，氨硼烷(H3NBH3)是最具潛力的儲氫材料之一。

①B2H6的分子結(jié)構(gòu)如圖所示，其中B原子的雜化方式為__。

②H3NBH3的相對分子質(zhì)量與B2H6相差不大，但是H3NBH3的沸點卻比B2H6高得多，原因是__。

③同一周期中，第一電離能介于B、N之間的元素有__種。

（4）硼酸鹽是重要的防火材料。圖(a)是一種無限鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的硼酸根，則該硼酸根離子符號是__，圖(b)是硼酸鈉晶體中陰離子(含B、O、H三種元素)的結(jié)構(gòu)，該晶體中含有的化學(xué)鍵有__。

A.離子鍵 B.極性鍵 C.非極性鍵 D.配位鍵 E.金屬鍵

（5）立方氮化硼（BN）是超硬、耐磨、耐高溫的新型材料。其晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似，如圖c所示，則B的配位數(shù)為__，測得B與N的原子核間距為anm，晶體的密度為dg·cm-3，則阿伏加德羅常數(shù)NA=__（列計算式即可）。

Answer 1

【答案】4 非極性 BF3中B采用sp2雜化，BF4-中B采用sp3雜化，s軌道成分越多，電子云重疊程度越大，鍵長越短[或BF3中除了σ鍵，還有（π）大π鍵] sp3雜化 H3NBH3分子間存在（雙）氫鍵，分子間作用力更大 3 [BO2]或BO2- ABD 4 或

【解析】

F能級有7個軌道，BF3中B的價電子對數(shù)為；乙硼烷分子中每個硼原子含有4個共價鍵；氫鍵使分子間作用力更大；根據(jù)（4）圖可知，一個B原子與3個O原子連接，但有2個O原子是與其他B原子共用的；根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，B原子位于晶胞的頂點和面心，N原子為體內(nèi)。

（1）f能級有7個軌道，根據(jù)釹的價電子排布式為4f46s2，4個電子分別占在4個不同的軌道，自旋相同，則釹原子的未成對電子數(shù)有4個。

（2）因BF3中B的價電子對數(shù)為，B采取sp2雜化，則BF3空間構(gòu)型為平面三角形，是對稱結(jié)構(gòu)，故BF3是非極性分子；BF3中未雜化的2pz軌道與F的2pz軌道平行重疊形成大π鍵，故BF3中B—F比BF4-中B—F的鍵長短。

（3）①乙硼烷分子中每個硼原子含有4個共價鍵，所以B原子采用sp3雜化；

②H3NBH3中與N連接的H顯正電性，與B連接的H顯負(fù)電性，形成雙氫鍵，分子間作用力更大，故H3NBH3的沸點卻比B2H6高得多。

③同一周期中，第一電離能介于B、N之間的元素有Be、C、O，共3種。

（4）一個B原子與3個O原子連接，但有2個O原子是與其他B原子共用的，故硼酸根離子符號是[BO2]或BO2-；根據(jù)圖（b）可知，硼酸鈉晶體中鈉離子與硼酸根離子間為離子鍵硼原子與氧原子形成極性鍵，同時存在配位鍵。

（5）晶立方氮化硼體結(jié)構(gòu)與金剛石相似，N形成4個共價鍵，則B的配位數(shù)為4；根據(jù)均攤法可計算出晶胞中硼原子數(shù)為，N原子數(shù)為4，則晶胞的質(zhì)量為，將晶胞分割成8個小立方體，則體對角線為2anm，得出該晶體的體對角線為4anm，設(shè)晶胞參數(shù)為xnm，則有4a=x，x=， 根據(jù)，得d=,則NA=。