Question

【題目】人們對(duì)含硼（元素符號(hào)為“B”）物質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究，極大地推動(dòng)了結(jié)構(gòu)化學(xué)的發(fā)展。回答下列問(wèn)題：

（1）基態(tài)B原子價(jià)層電子的電子排布式為_____，核外電子占據(jù)最高能層的符號(hào)是____，占據(jù)該能層未成對(duì)電子的電子云輪廓圖形狀為____。

（2）1923年化學(xué)家Lewis提出了酸堿電子理論。酸堿電子理論認(rèn)為：凡是可以接受電子對(duì)的物質(zhì)稱為酸，凡是可以給出電子對(duì)的物質(zhì)稱為堿。已知BF3與F-反應(yīng)可生成BF4-，則該反應(yīng)中BF3屬于____（填“酸”或“堿”），原因是____。

（3）NaBH4是有機(jī)合成中常用的還原劑，NaBH4中的陰離子空間構(gòu)型是_____，中心原子的雜化形式為____，NaBH4中存在____（填標(biāo)號(hào)）

a．離子鍵 b．金屬鍵 c．σ鍵 d．π鍵 e．氫鍵

（4）請(qǐng)比較第一電離能：IB____IBe（填“>”或“<”），原因是_______。

（5）六方氮化硼的結(jié)構(gòu)與石墨類似，B—N共價(jià)單鍵的鍵長(zhǎng)理論值為158pm，而六方氮化硼層內(nèi)B、N原子間距的實(shí)測(cè)值為145 pm，造成這一差值的原因是____。高溫高壓下，六方氮化硼可轉(zhuǎn)化為立方氮化硼，立方氮化硼的結(jié)構(gòu)與金剛石類似，已知晶胞參數(shù)中邊長(zhǎng)為a=362 pm，則立方氮化硼的密度是____g/cm3。

Answer 1

【答案】2s22p1 L 啞鈴形（或紡錘形） 酸 BF3中B采用sp2雜化，未參與雜化的2p空軌道接受F-的一對(duì)孤電子，形成配位鍵，因此BF3屬于酸 正四面體 sp3 ac ＜ Be原子的2s為全充滿結(jié)構(gòu)，較為穩(wěn)定 層內(nèi)B、N原子間形成了π鍵

【解析】

(1)B為5號(hào)元素，據(jù)此書寫B原子價(jià)層電子的電子排布式；

(2)B原子最外層含有3個(gè)電子，與3個(gè)F形成3個(gè)共用電子對(duì)，還存在1個(gè)空軌道，據(jù)此分析判斷；

(3)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+(a-xb)計(jì)算判斷；

(4)Be原子的2s為全充滿結(jié)構(gòu)，較為穩(wěn)定，據(jù)此分析判斷；

(5)六方氮化硼的結(jié)構(gòu)與石墨類似，層內(nèi)B、N原子間形成了π鍵；根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)圖，利用均攤法計(jì)算一個(gè)晶胞中含有的白球數(shù)和黑球數(shù)，再確定一個(gè)晶胞的質(zhì)量和體積，最后根據(jù)ρ=計(jì)算。

(1)B為5號(hào)元素，基態(tài)B原子價(jià)層電子的電子排布式為2s22p1，核外電子占據(jù)最高能層的符號(hào)為L，占據(jù)該能層未成對(duì)電子的為2p，電子云輪廓圖為啞鈴形(或紡錘形)，故答案為：2s22p1；L；啞鈴形(或紡錘形)；

(2)根據(jù)酸堿電子理論：凡是可以接受電子對(duì)的物質(zhì)稱為酸，凡是可以給出電子對(duì)的物質(zhì)稱為堿。BF3中B采用sp2雜化，未參與雜化的2p空軌道接受F-的一對(duì)孤電子，形成配位鍵，因此BF3屬于酸，故答案為：酸；BF3中B采用sp2雜化，未參與雜化的2p空軌道接受F-的一對(duì)孤電子，形成配位鍵，因此BF3屬于酸；

(3)BH4-中B原子孤電子對(duì)數(shù)==0，價(jià)層電子對(duì)數(shù)=4+0=4，VSEPR模型為正四面體，沒(méi)有孤電子對(duì)，空間構(gòu)型為正四面體，B原子雜化方式為sp3，Na+、BH4-離子之間形成離子鍵，BH4-中B原子與H原子之間形成共價(jià)鍵和配位鍵，均屬于σ鍵，故答案為：正四面體；sp3；ac；

(4)Be原子的2s為全充滿結(jié)構(gòu)，較為穩(wěn)定，使得第一電離能大于B第一電離能，故答案為：＜；Be原子的2s為全充滿結(jié)構(gòu)，較為穩(wěn)定；

(5)六方氮化硼的結(jié)構(gòu)與石墨類似，層內(nèi)B、N原子間形成了π鍵，使得B—N共價(jià)單鍵的鍵長(zhǎng)變短；根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)圖，一個(gè)晶胞中含有的白球數(shù)=8×+6×=4，黑球數(shù)=4，因此立方氮化硼晶胞中應(yīng)該含有4個(gè)N和4個(gè)B原子，一個(gè)晶胞的質(zhì)量為，一個(gè)立方氮化硼晶胞的體積是(362pm)3，根據(jù)ρ=== g/cm3，故答案為：層內(nèi)B、N原子間形成了π鍵；。