Question

【题目】硼及其化合物在工农业生产中应用广泛。

（1）基态硼原子的核外电子排布式为__________，有_______种不同能量的电子。

（2）BF3溶于水后．在一定条件下可转化为H3O+·[B(OH)F3]-，该物质中阳离子的空间构型为_____________，阴离子的中心原子轨道采用________杂化；Cu2+也易和NH3形成配离子，已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形，但NF3不易与Cu2＋形成配离子，其原因是_________________________________________________。

（3）与BH4-互为等电子体的分子是_______________(写化学式）。

（4）EminBF4的熔点为12 ℃，在常温下为液体，由有机物阳离子[Emin]+和[BF4]-构成。该物质的晶体属于_________晶体。

（5）与硼同主族的Ga可与As形成 GaAs晶体，该晶体的熔点为1238℃，密度为ρg·cm-3，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为________________。Ga和As的摩尔质量分别为MGa g·mol-1 和MAs g·mol-1，原子半径分别为rGa pm和rAs pm，阿伏伽德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为____________________。

Answer 1

【答案】 1s22s22p1 3 三角锥形 sp3 F的电负性比N大，N—F成键电子对向F偏移，导致NF3中N原子核对其孤对电子的吸引能力增强，难以形成配位键，故NF3不易与Cu2＋形成配离子。 CH4(或SiH4) 离子 原子晶体

【解析】（1）硼原子核外电子数为5，基态原子核外电子排布为1s22s22p1，不同能级上的电子具有不同的能量，故氮原子核外有3种不同能量的电子；（2）H3O+中O原子价层电子对个数=3+（6-1-3×1）=4且含有一个孤电子对，所以为三角锥形结构，阴离子中中心原子B原子含有4个σ键且不含孤电子对，所以B原子采用sp3杂化方式；由于F的电负性比N大，N—F成键电子对向F偏移，导致NF3中N原子核对其孤对电子的吸引能力增强，难以形成配位键，故NF3不易与Cu2＋形成配离子。（3）根据等电子体概念可知，原子数和价电子数分别都相等的微粒互为等电子体，BH4-离子中有5个原子，价电子数为8，所以与BH4-离子互为等电子体的一种分子为CH4、SiH4等；（4）EminBF4由有机物阳离子[Emin]+和[BF4]-构成，由离子构成的化合物属于离子化合物，形成的晶体是离子晶体；（5）GaAs的熔点为1238℃，熔点较高，以共价键结合形成属于原子晶体，密度为ρ gcm-3，根据均摊法计算，As：8×1/8+6×1/2＝4，Ga：4×1=4，故其晶胞中原子所占的体积V1=，晶胞的体积V2=m/ρ=，故GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为V1/V2×100%将V1、V2带入计算得百分率=。