Question

【題目】磷化硼是一種典型的超硬無機材料，常以BCl3、PH3為原料制備，氮化硼（BN）和磷化硼相似。六方相氮化硼是通常存在的穩(wěn)定相，與石墨相似，具有層狀結(jié)構(gòu)，可作高溫潤滑劑，立方相氮化硼是超硬材料，有優(yōu)異的耐磨性。晶體多種相結(jié)構(gòu)如圖所示。

(1)與BCl3分子互為等電子體的一種離子為__（填化學(xué)式）；預(yù)測PH3分子的空間構(gòu)型為__。

(2)關(guān)于氮化硼兩種相結(jié)構(gòu)的說法，正確的是__（填序號）。

a．立方相氮化硼含有σ鍵和π鍵，所以硬度大

b．六方相氮化硼層間作用力小，所以質(zhì)地軟

c．兩種晶體中的B-N鍵均為共價鍵

d．兩種晶體均為分子晶體

(3)六方相氮化硼晶體結(jié)構(gòu)與石墨相似卻不導(dǎo)電，原因是__；立方相氮化硼晶體中，硼原子的雜化軌道類型為__。

(4)NH4BF4（氟硼酸銨）是合成氮化硼納米管的原料之一。1molNH4BF4含有__mol配位鍵。

(5)自然界中含硼元素的鈉鹽是一種天然礦藏，其化學(xué)式可以寫作Na2B4O710H2O，實際上它的結(jié)構(gòu)單元是由兩個H3BO3和兩個[B(OH)4]縮合而成的雙六元環(huán)，應(yīng)該寫成Na2[B4O5(OH)4]8H2O。其結(jié)構(gòu)如圖所示，它的陰離子可通過__（填作用力）相互結(jié)合形成鏈狀結(jié)構(gòu)。

(6)磷化硼晶胞的示意圖如圖甲所示，其中實心球表示P原子，空心球表示B原子，晶胞中P原子空間堆積方式為__；設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，晶胞參數(shù)為acm，磷化硼晶體的密度為__gcm-3；若磷化硼晶胞沿著體對角線方向的投影如圖乙所示（虛線圓圈表示P原子的投影），請在圖乙中用實心圓點畫出B原子的投影位置__。

Answer 1

【答案】CO32-或NO3- 三角錐形 bc 層狀結(jié)構(gòu)中沒有自由移動的電子 sp3 2 氫鍵 面心立方最密堆積 == 或

【解析】

(1)尋找與BCl3分子互為等電子體的一種離子時，可將Cl換成O，然后確定另一元素的原子及帶電荷；PH3分子的空間構(gòu)型類似于NH3。

(2)a．立方相氮化硼類似于金剛石，只含有σ鍵，不含有π鍵；

b．六方相氮化硼層間作用力小，為范德華力；

c．兩種晶體中，B原子與N原子以共價單鍵相連接；

d．立方相氮化硼為原子晶體，六方相氮化硼為混合型晶體。

(3)石墨能導(dǎo)電，是因為有自由移動的電子，但六方相氮化硼沒有；立方相氮化硼晶體中，硼原子的雜化軌道類型類似于金剛石。

(4)1molNH4BF4中，NH4+和BF4-中各含1個配位鍵。

(5)陰離子中含有電負性較大的O，易形成氫鍵。

(6)磷化硼晶胞中，P原子分布在面心和頂點，由此可確定空間堆積方式；在磷化硼晶胞中，含有P原子的個數(shù)為×8+×6=4，含有B原子個數(shù)為4，由此可求出1個晶胞的質(zhì)量，再由晶胞參數(shù)acm，可求出晶胞的體積，由此求出磷化硼晶體的密度；若磷化硼晶胞沿著體對角線方向的投影如圖乙所示（虛線圓圈表示P原子的投影），則B原子與面心中的P原子間隔重疊。

(1)尋找與BCl3分子互為等電子體的一種離子時，可將Cl換成O，然后確定另一元素的原子可以C或N，則離子為CO32-或NO3-；PH3分子的空間構(gòu)型類似于NH3，中心原子的價層電子對數(shù)都為4，其中存在一對孤對電子，所以為三角錐形。答案為：CO32-或NO3-；三角錐形；

(2)a．立方相氮化硼類似于金剛石，只含有σ鍵，不含有π鍵，a不正確；

b．六方相氮化硼層間作用力小，為范德華力，所以質(zhì)地軟，b正確；

c．兩種晶體中，B原子與N原子以共價單鍵相連接，c正確；

d．立方相氮化硼為原子晶體，六方相氮化硼為層內(nèi)相當于原子晶體、層間相當于分子晶體，d不正確；

故選bc。答案為：bc；

(3)石墨能導(dǎo)電，是因為有自由移動的電子，但六方相氮化硼沒有，所以不導(dǎo)電，其原因是層狀結(jié)構(gòu)中沒有自由移動的電子；立方相氮化硼晶體中，硼原子的雜化軌道類似于金剛石，則硼原子的雜化軌道類型為sp3。答案為：層狀結(jié)構(gòu)中沒有自由移動的電子；sp3；

(4) NH4+和BF4-中各含1個配位鍵，所以1molNH4BF4中，含有2mol配位鍵。答案為：2；

(5)陰離子中含有易形成氫鍵的O、H，所以陰離子可通過氫鍵相互結(jié)合形成鏈狀結(jié)構(gòu)。答案為：氫鍵；

(6)磷化硼晶胞中，P原子分布在面心和頂點，由此可確定空間堆積方式為面心立方最密堆積；在磷化硼晶胞中，含有P原子的個數(shù)為×8+×6=4，含有B原子個數(shù)為4，由此可求出1個晶胞的質(zhì)量，再由晶胞參數(shù)acm，可求出晶胞的體積，由此求出磷化硼晶體的密度==；若磷化硼晶胞沿著體對角線方向的投影如圖乙所示（虛線圓圈表示P原子的投影），則B原子與面心中的P原子間隔重疊，則在圖乙中用實心圓點畫出B原子的投影位置為或。答案為：面心立方最密堆積；==；或。