Question

【題目】硼（B）及其化合物在化學中具有十分重要的地位，請回答下列有關問題。

（1）基態(tài)硼原子中有_______種能量不同的電子，第一電離能介于B和N之間的第二周期元素有_______種。

（2）硼酸（）能夠屏蔽核輻射，其晶體具有層狀結構（每一層結構如圖所示），成片狀，有滑膩感，可作潤滑劑。

①硼酸晶體內所含有作用力類型有__________________，根據(jù)硼酸的分子結構判斷硼酸應屬于________（填“強酸”“中強酸”或“弱酸”），你的判斷依據(jù)是_________________________。

②三氟化硼（）水解生成硼酸和氟硼酸（），與互為等電子體的一種陰離子是_________（寫化學式）。

（3）六方氮化硼的結構與石墨結構相類似（如圖甲），上、下層平行，B、N原子相互交替，層內B—N核間距為acm，層間距為，晶體密度為，晶胞如圖乙所示。六方氮化硼晶體中硼原子的雜化類型為___________，其結構與石墨相似卻不導電，原因是___________________，網(wǎng)狀加德羅常數(shù) ________。（用含 的式子表示）。

Answer 1

【答案】3 3 共價鍵、氫鍵、范德華力 弱酸 硼酸分子中非羥基氧原子的數(shù)目為0 或 層狀結構中沒有自由移動的電子，故不導電

【解析】

(1)核外電子按照能量由低到高的順序排列；同一周期元素，元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素；

(2)①根據(jù)硼酸分子結構式和晶體類型判斷含有作用力類型；酸性強弱與酸中非羥基氫原子的數(shù)目多少有關；

②價電子數(shù)和原子數(shù)(氫等輕原子不計在內)相同的分子、離子或基團互為等電子體，為4原子構成，價層電子共含有24個，應用位移法解答；

(3)立方相氮化硼晶體中，根據(jù)硼原子共價鍵個數(shù)及孤電子對個數(shù)之和判斷；能導電要含有自由移動的電子或離子；根據(jù)晶胞密度計算公式ρ=解答。

(1)基態(tài)硼原子核外電子排布式為1s22s22p1，電子在三個能量不同的能級上，則有3種能量不同的電子；同一周期元素，元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，第一電離能介于B和N元素之間的有Be、C、O元素，共3種；

(2)①根據(jù)結構圖所示，在硼酸[B(OH)3]分子中，硼原子與氧原子形成共價健、羥基中氫原子和氧原子間形成共價鍵，硼酸分子與硼酸分子間形成氫鍵、范德華力，；酸中的非羥基氫數(shù)目越多，酸性越強，硼酸分子中非羥基氧原子的數(shù)目為0，故屬于弱酸；

②為4原子構成，價層電子含有24個，利用位移法判斷，互為等電子體的一種陰離子有或；

(3) 立方相氮化硼晶體中，硼原子和三個N原子形成3個共價單鍵，不含孤對電子，形成平面三角形，所以B原子的雜化軌道類型為sp2；能導電要含有自由移動的電子或離子，層狀結構中沒有自由移動的電子，故不導電；由乙圖所示，該晶胞中B原子的個數(shù)=×8+1=2，N原子的數(shù)目=×2+4×=2，層內B—N核間距為acm，層間距為，晶胞的體積=cm3，晶胞密度計算公式ρ=，則NA===。