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)過一系列反應可以得到BF3和BN，請回答下列問題

（1）基態(tài)B原子的電子排布式為_________；B和N相比，電負性較大的是_________，BN中B元素的化合價為_________；

（2）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_______；

（3）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原子之間的化學鍵為________，層間作用力為________；

（4）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，晶胞邊長為361.5pm，立方氮化硼晶胞中含有______各氮原子、________各硼原子，立方氮化硼的密度是_______g·cm-3（只要求列算式，不必計算出數(shù)值，阿伏伽德羅常數(shù)為NA）。

Answer 1

【答案】1s22s22p1 N +3 120° sp2 正四面體 共價鍵(極性共價鍵) 分子間作用力 4 4

【解析】

(1)B的原子序數(shù)是5，所以基態(tài)B原子的電子排布式為1s22s2sp1；B和N都屬于第二周期，同周期自左向右電負性逐漸增大，所以B和N相比，電負性較大的是N，B最外層有3個電子，所以化合價是+3價，

故答案為：1s22s22p1；N；+3；

(2)依據(jù)價層電子對互斥理論可計算出中心原子的孤電子對數(shù)＝(a-xb)＝ (3-3×1)＝0，所以BF3分子為平面正三角形結(jié)構(gòu)，F-B-F的鍵角是120°，雜化軌道類型為sp2；在BF4－中中心原子的孤電子對數(shù)＝ (a-xb)＝ (4-4×1)＝0，所以BF4－的結(jié)構(gòu)為正四面體，

故答案為：120°；sp2；正四面體；

(3)B、N均屬于非金屬元素，二者形成的化學鍵是極性共價鍵；而層與層之間靠分子間作用力結(jié)合，

故答案為：共價鍵；分子間作用力；

(4)描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元叫做晶胞，金剛石晶胞是立方體，其中8個頂點有8個碳原子，6個面各有6個碳原子，立方體內(nèi)部還有4個碳原子。所以金剛石的一個晶胞中含有的碳原子數(shù)＝8×+6×+4=8，因此立方氮化硼晶胞中應該含有4個N和4個B原子。

1molBN的質(zhì)量為25g，1molBN含有晶胞數(shù)為0.25NA，所以1molBN的體積為，。

故答案為：4；4；。