Question

【題目】氮元素有著多變價(jià)態(tài)和種類繁多的化合物，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有重要的應(yīng)用。

(1)同周期元素中，比氮元素的第一電離能大的元素共有______________種。

(2)NF3與汞共熱可制得N2F2。

①NF3的幾何構(gòu)型為______________，N2F2 中σ鍵和π鍵的個(gè)數(shù)比為_____________。

②已知汞位于第六周期，與鋅同族。基態(tài)汞原子的價(jià)電子排布式為_____________。

(3)H3N-BH3分子中B原子的雜化軌道類型為_________，該分子的熔沸點(diǎn)比乙烷高，原因是________________________。

(4)由B、N、F元素組成的離子化合物中，B、N、F原子的個(gè)數(shù)比為1:1: 8,其陰陽(yáng)離子是等電子體,該化合物中的陰離子是__________(填離子符號(hào))。

(5)氮化硼晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。

①該晶體中含有的微粒間作用力為______________________。

②圖中N原子的坐標(biāo)參數(shù)為 (，， )；(，，)；(，，)；________。

③已知BN晶胞中相鄰且最近的硼、氫原子的核間距為acm，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值.其密度為_____________gcm-3 (列出計(jì)算式即可)。

Answer 1

【答案】2 三角錐形 3:1 5d106s2 sp3 H3N-BH3分子間存在氫鍵 BF4- 共價(jià)鍵(或極性共價(jià)鍵) (，， )

【解析】

(1)同一周期元素，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢(shì)，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于相鄰元素；

分子與分子結(jié)構(gòu)相似；的結(jié)構(gòu)式為；

汞位于第六周期，與鋅同族，已知鋅為第四周期元素，價(jià)電子排布式為；

氨硼烷分子中間是配位鍵，B原子的2s軌道與3個(gè)p軌道雜化，形成4個(gè)共價(jià)鍵；分子中存在N、H元素，分子間存在氫鍵；

形成的化合物中F一定是-1價(jià)，B最高價(jià)只能是+3價(jià)，所以N元素一定是+5價(jià)，由于形成的是離子化合物，且陰陽(yáng)離子為等電子體；

氮化硼是原子晶體，晶體中只存在共價(jià)鍵；

結(jié)合晶體中4個(gè)N原子所處的位置分析；

先確定晶胞的組成和質(zhì)量，再結(jié)合密度公式計(jì)算。

同周期自左而右元素的第一電離能呈增大趨勢(shì)，但氮元素的2p能級(jí)有3個(gè)電子，處于半滿穩(wěn)定狀態(tài)，氮元素的第一電離能高于同周期相鄰元素，比氮元素的第一電離能大的元素為F和Ne；共有2種；

(2)①分子與分子結(jié)構(gòu)相似，氮原子含有3個(gè)共價(jià)鍵和一個(gè)孤電子對(duì)，所以空間構(gòu)型是三角錐形；的結(jié)構(gòu)式為，根據(jù)單鍵就是鍵，雙鍵的一根是鍵、另一根是鍵，該分子中含3個(gè)鍵和1個(gè)鍵，比值為；

汞位于第六周期，與鋅同族，已知鋅為第四周期元素，價(jià)電子排布式為，則基態(tài)汞原子的價(jià)電子排布式為；

氨硼烷分子中間是配位鍵，B原子的2s軌道與3個(gè)p軌道雜化，形成4個(gè)共價(jià)鍵，所以采取雜化；分子中存在N、H元素，分子間存在氫鍵，乙烷中無氫鍵，氫鍵的作用力比分子間作用力大，所以該分子的熔沸點(diǎn)比乙烷高；

形成的化合物中F一定是-1價(jià)，B最高價(jià)只能是+3價(jià)，所以N元素一定是+5價(jià)，由于形成的是離子化合物，且陰陽(yáng)離子為等電子體，可推出陽(yáng)離子是，陰離子是；

氮化硼是原子晶體，B原子和N原子以極性共價(jià)鍵結(jié)合；

圖中N原子的坐標(biāo)參數(shù)為；；，可知晶胞邊長(zhǎng)為1，4個(gè)N原子分別晶胞的兩條對(duì)角線上，則結(jié)合晶體中4個(gè)N原子所處的位置可知另一個(gè)原子的坐標(biāo)參數(shù)為：；

晶胞中B原子個(gè)數(shù)為8×+6×=4，含有N原子個(gè)數(shù)為4，則晶胞中含4個(gè)BN，設(shè)晶胞邊長(zhǎng)為x，則體對(duì)角線長(zhǎng)度為，即，再由1mol晶胞中含4molBN，可計(jì)算晶胞的密度為。