Question

【題目】硼在地殼中的含量不多，主要存在于硼鎂礦、硼砂等富集礦中。回答下列問題：

（1）基態(tài)硼原子的核外電子排布式為_______；硼元素的某種同素異形體B12的熔點(diǎn)位2180℃，據(jù)此推測B12晶體熔化時(shí)破壞的作用力為__________。

（2）硼與其同周期相鄰兩元素的第一電離能由大到小的順序是__________。

（3）硼原子最外層只有三個(gè)電子，但其電負(fù)性較大，原因是_________。

（4）正硼酸(H3BO3)是白色固體，其晶體具有六方形對(duì)稱片狀晶格結(jié)構(gòu)，如圖所示。

①正硼酸分子中的B原子采取__________雜化；1molH3BO3平均形成________mol氫鍵。

②正硼酸的熔點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于硼酸甲酯[B(OCH3)3]，原因是________。

（5）寫出與BF3互為等電子體的2種陰離子_________（填化學(xué)式）。

（6）下圖為立方氟化硼晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，其中N原子的配位數(shù)為____；若N原子半徑為a pm，B原子半徑為b pm，阿伏伽德羅常數(shù)值為NA，則立方氮化硼晶體的密度為________g/cm3（列式即可）。

Answer 1

【答案】 1s22s22p1 共價(jià)鍵（或“非極性鍵”、“非極性共價(jià)鍵”）、范德華力 C>Be>B B的原子半徑較小（其它合理說法亦可） sp2 3 正硼酸分子間能形成分子間氫鍵，所以熔點(diǎn)較高 NO3-、CO32-、SiO32-或BO33-等 4

【解析】（1）基態(tài)硼原子的核外電子數(shù)是5，核外電子排布式為1s22s22p1；硼元素的某種同素異形體B12的熔點(diǎn)為2180℃，熔點(diǎn)高，據(jù)此推測B12晶體熔化時(shí)破壞的作用力為共價(jià)鍵。（2）同周期自左向右第一電離能逐漸增大，但Be的2s軌道處于全充滿狀態(tài)穩(wěn)定性強(qiáng)，則硼與其同周期相鄰兩元素的第一電離能由大到小的順序是C>Be>B。（3）硼原子最外層只有三個(gè)電子，但B的原子半徑較小，因此其電負(fù)性較大。（4）①B只形成了3個(gè)單鍵，沒有孤電子對(duì)，所以采取sp2雜化；1個(gè)硼酸分子形成了6個(gè)氫鍵，但每個(gè)氫鍵是2個(gè)硼酸分子共用的，所以平均含3個(gè)氫鍵，則1molH3BO3平均形成3mol氫鍵。②由于正硼酸分子間能形成分子間氫鍵，所以熔點(diǎn)較高。（5）原子數(shù)和價(jià)電子數(shù)分別都相等的互為等電子體，則與BF3互為等電子體的陰離子NO3-、CO32-、SiO32-或BO33-等。（6）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可判斷N原子的配位數(shù)為4；若N原子半徑為a pm，B原子半徑為b pm，則立方體的體對(duì)角線是4(a+b)pm=4(a+b)×10－10cm，邊長＝。晶胞中N原子數(shù)目為4，B原子數(shù)目為8×1/8+6×1/2=4，晶胞質(zhì)量為4×25/NAg，所以晶體密度=g/cm3。