Question

【题目】硼(B)钴(Co)和锰(Mn)形成物质时比较复杂和变化多端。

（1） Co基态原子核外电子排布式为_________，第二周期元素第一电离能比B高的有______种；

（2）硝酸锰是工业制备中常用的催化剂，Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外，还存在______；

（3）NaBO2可用于织物漂白。BO2-的空间构型为_______写出两种与其互为等电子体的分子的化学式：_______；

（4）下图表示偏硼酸根的一种无限长的链式结构，其化学式可表示为____(以n表示硼原子的个数)；

下图表示的是一种五硼酸根离子， 其中B原子的杂化方式为________；

（5）立方BN和立方AIN均为原子晶体，结构相似，BN的熔点高于AIN的原因为_______________；

（6）一种新型轻质储氢材料的晶胞结构如下图所示，设阿伏加德罗常数的值为NA,该晶体的密度为__gcm-3(用含a、NA的代数式表示)。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2 6 π键、离子键 直线形 CO2或CS2或N2O或BeCl2 (BO2)nn- sp3、sp2 B原子半径更小，B-N键键长更短，键能更大

【解析】

(1) Co 为27号元素，根据构造理论书写排布式；B位于周期表中第2周期，第ⅢA族，同周期主族元素，随着原子序数的增大，第一电离能有增大的趋势，但第ⅡA族和第ⅤA族元素反常；

(2)硝酸锰是离子化合物，硝酸根中3个氧原子和中心原子N之间形成一个4中心6电子的大π键；

(3) BO2-的中心原子的价层电子对数为2，孤电子对数为0；原子总数相等、价电子总数也相等的微粒互为等电子体；

(4) 根据均摊思想分析偏硼酸根离子的化学式，根据杂化轨道理论判断五硼酸根离子中B原子的杂化方式；

(5)原子半径越小，键长越短，键能越大，原子晶体的熔点越高；

(6)结合晶胞中各离子数目计算晶胞质量，晶体密度=晶胞质量÷晶胞体积。

(1) Co为27号元素，根据构造理论，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2；同周期主族元素，随着原子序数的增大，随着原子序数的增大，第一电离能有增大的趋势，但第ⅡA族和第ⅤA族元素反常，所以第一电离能比B大的有Be，C，N，O，F，Ne，共有6个元素；

(2)硝酸锰是离子化合物，硝酸根和锰离子之间形成离子键，硝酸根中3个氧原子和中心原子N之间形成一个4中心6电子的大π键，所以除σ键外，还存在π键和离子键；

(3)BO2的中心原子的价层电子对数为2，孤电子对数为0，立体构型为直线形；与BO2由3个原子构成，价层电子数为16，互为等电子体的分子有CO2、CS2、N2O、BeCl2等；

(4)根据均摊思想，无限长链式偏硼酸根离子中，一个B相当于占有O的数目为1+2×=2，所以其化学式可表示为：(BO2)n n；根据杂化轨道理论，五硼酸根离子中，B原子部分形成3根共价键，为sp2杂化，部分形成4根共价键，为sp3杂化；

(5)立方BN和立方AlN均为原子晶体，B原子半径更小，BN键键长更短，键能更大，熔点更高；

(6)晶胞中，Na+位于晶胞的面上和棱上，离子数目=4×+4×=3；Li+位于晶胞的面心，离子数目=2×=1，BH4位于顶点、面心和体心离子数目=1+4×+8×=4，故该物质的化学式为Na3Li(BH4)4，晶胞的体积V=(a×1010cm)2×(2a×1010cm)，晶胞质量=g，晶体密度==gcm3。