Question

15．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，如圖所示：

請回答下列問題：
（1）由B₂O₃制備BN的化學方程式是B₂O₃+2NH₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2BN+3H₂O；
（2）B和N相比，電負性較大的是N，BN中B元素的化合價為+3；
（3）在BF₃分子中，F(xiàn)-B-F的鍵角是120°，B原子的雜化軌道類型為sp²雜化；
（4）BF₃和過量NaF作用可生成NaBF₄，BF${\;}_{4}^{-}$的立體構型為正四面體；
（5）六方氮化硼與石墨相似，層內(nèi)B原子與N原子之間的化學鍵為共價鍵，N原子L層的P電子比S電子多1個．
（6）寫出CaF₂的電子式：．

Answer 1

分析 （1）由工藝流程可知，B₂O₃與NH₃反應生成BN，根據(jù)原子守恒可知，還有水生成；
（2）同周期從左到右電負性依次增強，B第IIIA族元素，為+3價；
（3）價層電子對互斥理論認為：分子的立體構型是“價層電子對”相互排斥的結果，先判斷價層電子對數(shù)，再確定構型和雜化方式；
（4）價層電子對互斥理論判斷其σ電子對和孤電子對數(shù)目；
（5）在與石墨結構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共價鍵，氮原子的外圍電子排布為1s²2s²2p³；
（6）氟化鈣為離子化合物，鈣離子直接用離子符號Ca²⁺表示，氟離子需要標出其最外層電子及所帶電荷，兩個氟離子需要先在鈣離子的兩邊．

解答 解（1）由工藝流程可知，B₂O₃與NH₃反應生成BN，根據(jù)原子守恒可知，還有水生成，反應方程式為：B₂O₃+2NH₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2BN+3H₂O，
故答案為：B₂O₃+2NH₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2BN+3H₂O；
（2）同周期從左到右電負性依次增強，所以電負性N＞B；B第ⅢA族元素，為+3價；
故答案為：N；+3；
（3）BF₃分子的中心原子B原子上含有3個σ 鍵，中心原子上的孤電子對數(shù)=$\frac{1}{2}$（a-xb）=$\frac{1}{2}$（0-3×1）=0，所以BF₃分子的VSEPR模型是平面三角型，中心原子上沒有孤對電子，所以其空間構型就是平面三角形，鍵角是120°，BF₃分子的中心原子B原子的價層電子對數(shù)為；3，屬于sp²雜化，
故答案為：120°；sp²雜化；
（4）BF₃和過量NaF作用可生成NaBF₄，BF₄^-中B原子的價層電子對=4+$\frac{1}{2}$=4，該離子中不含孤電子對，為正四面體結構，故答案為：正四面體；
（5）在與石墨結構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共價鍵，氮原子的外圍電子排布為1s²2s²2p³；所以N原子L層的P電子比S電子多4-3=1，故答案為：共價鍵；1；
（6）氟化鈣為離子化合物，鈣離子直接用離子符號Ca²⁺表示，氟離子需要標出其最外層電子及所帶電荷，兩個氟離子需要先在鈣離子的兩邊，氟化鈣的電子式為：，故答案為：．

點評 本題考查結構性質位置關系、核外電子排布規(guī)律、雜化軌道、電負性等，題目綜合性較大，難度較大．