Question

【題目】硼鎳鑭合金具有很強的儲氫能力。

（1）用價層電子對互斥理論推測三氟化硼分子的立體構型為______,硼原子的雜化類型為_____。

（2）磷化硼是一種受到高度關注的耐磨涂料,它可用作金屬的表面保護層。如圖是磷化硼晶體的晶胞示意圖，已知該晶胞的棱長為516pm,最近的B和P原子之間的距離為____pm。該晶體的晶體類型是________。

（3）硼酸(H3BO3)是一種片層狀結構的白色晶體，層內的H3BO3分子間通過氫鍵相連(如上圖)。

①1molH3BO3的晶體中有_____mol氫鍵。

②硼酸溶于水生成弱電解質一水合硼酸B(OH)3·H2O,它電離生成少量[B(OH)4]-和H+，則硼酸為_______元酸,[B(OH)4]-含有的化學鍵類型為_______。

（4）鑭鎳合金、銅鈣合金及鈰鈷合金都具有相同類型的晶胞結構,其中銅鈣合金的結構單元如圖所示。試回答下列問題:

①在元素周期表中Ca位于______區(qū)。

②銅原子的基態(tài)原子核外電子排布式__________。

③已知鑭鎳合金LaNin晶胞體積為9.0×10-23cm,儲氫后形成LaNinH4.5的合金(氫進入晶胞空隙，體積不變),則LaNin中,n=_____(填數(shù)值)；氫在合金中的密度為_____(保留兩位有效數(shù)字)。

Answer 1

【答案】 平面三角形 ；sp2 223.4 pm 原子晶體 3 一 共價鍵、配位鍵 s [Ar]3d104sl 5 0.083 g/cm3

【解析】⑴ BF3中B原子形成3個δ鍵，孤對電子數(shù)為0.5×（3-3×1）=0， BF3中價層電子對個數(shù)=3+0.5（3-3×1）=3，且不含孤電子對，所以空間構型是平面三角形，中心原子是以sp2雜化；正確答案：平面三角形 ；sp2。

（2）根據(jù)晶胞結構圖，該晶胞中含有4個P，B原子的個數(shù)為8×1/8＋6×1/2＝4，因此化學式為BP；根據(jù)BP的性質及用途：耐磨涂料，可用作金屬的表面保護層等可判斷BP為原子晶體，微粒間作用力為共價鍵；已知晶胞的棱長為516pm，體對角線為516√3 pm，磷原子在體對角線上，且與B原子的距離最近為體對角線的1/4，所以最近的B和P原子之間的距離為1/4×516√3 =64.5√3= 223.4pm；正確答案：原子晶體；223.4。

（3）①硼酸分子中B與三個原子形成單鍵，最外層有6個電子，根據(jù)圖示，1個H3BO3分子與其他3個分子能形成6個氫鍵，因此1 mol H3BO3的晶體中氫鍵為6 mol×1/2＝3 mol；正確答案：3。

②硼酸溶于水生成弱電解質一水合硼酸,它電離生成少量和離子，則硼酸能電離出一個氫原子，所以硼酸屬于一元酸含有的化學鍵類型為共價鍵、配位鍵；正確答案：一；共價鍵、配位鍵。

（4）①Ca位于第四周期第ⅡA族，處于s區(qū)；正確答案：s 。

②Cu的外圍電子構型是3d104s1；正確答案：[Ar]3d104sl。

③銅、鈣合金中，N(Cu)＝12×1/2＋6×1/2＋6＝15。N(Ca)＝12×1/6＋2×1/2＝3，＝3/15＝1/5，所以n＝5，即LaNi5H4.5；ρ·9.0×10－23cm3·NA＝M，其中氫在合金中的密度為≈0.083 g·cm－3；正確答案：5 ；0.083。