题目内容
【题目】硼和硼的化合物在工业上有着广泛的用途。
(1)基态硼原子的电子排布式为___________________________。
(2)晶体硼的基本结构单元是由硼原子构成的正二十面体(如下图)，其中有20个等边三角形的面和一定数目的顶点，每个顶点各有一个硼原子。此结构单元中含有硼原子的数目为________________。
(3)氮化硼(BN)晶体有多种结构。六方氮化硼与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂。立方氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构如图所示。关于这两种晶体的说法中，正确的是____(填标号）。
a．立方相氮化硼含有σ键和π键，所以硬度大
b．六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软
c．两种晶体中的 B—N 键均为共价键
d．两种晶体均为分子晶体
(4)六方氮化硼晶体内硼原子的杂化方式为________，该晶体不导电的原因是___________。
(5)NH4BF4(氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一。与BF4—互为等电子体的一种分子的化学式为__， lmolNH4BF4晶体中含有配位键的数目为_____________。
(6)立方氮化硼的结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，晶胞边长为361.5pm，则立方氮化硼的一个晶胞中含有______个硼原子，立方氮化硼的密度是____gcm－3（只要求列算式，不必计算出数值，阿伏伽德罗常数为NA）。
【答案】1s22s22p1 12 bc sp2 层与层之间无自由电子 CF4 2NA 4 
【解析】
（1）根据B的原子序数为5，根据构造原理书写核外电子排布式。
（2）由图可知，有20个等边三角形，晶体硼每个三角形的顶点被5个三角形所共用，则此顶点完全属于一个三角形的只占到1/5，每个三角形中有3个点，且晶体硼中有20个这样的三角形，则晶体硼中这样的顶点有20×1/5×3=12。
（3）①a．立方相氮化硼中N原子与B原子之间形成单键；
b．六方相氮化硼层间作用力为范德华力；
c．两种晶体中的B-N键均为共价键；
d．立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性，属于原子晶体；
（4）六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻3个氮原子形成σ键；六方相氮化硼晶体的层状结构中没有自由电子。
（5）具有相同价电子总数和相同原子总数的分子或离子具有相同的结构特征，这一原理称为“等电子原理”。 NH4+和BF4-各含有1个配位键。
（6）根据金刚石的结构可以判断出金刚石的一个晶胞中含有的碳原子数=8×1/8+6×1/2+4=8，因此立方氮化硼晶胞中应该含有4个N和4个B原子。一个晶胞的质量为4×25g/NA，一个立方氮化硼晶胞的体积为(361.5pm)3，根据ρ=m/V计算密度。
（1）B的原子序数为5，基态硼原子的电子排布式为1s22s22p1，故答案为：1s22s22p1。
（2）由图可知，有20个等边三角形，晶体硼每个三角形的顶点被5个三角形所共用，则此顶点完全属于一个三角形的只占到1/5，每个三角形中有3个点，且晶体硼中有20个这样的三角形，则晶体硼中这样的顶点有20×1/5×3=12，故答案为：12。
（3）a. 立方相氮化硼中N原子与B原子之间形成单键，所以无π键，故错误；
b. 六方相氮化硼层间作用力为范德华力，六方相氮化硼质地软，故正确；
c.两种晶体中的B-N键均为共价键，故正确；
d. 立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性，属于原子晶体，故错误；
故选bc。
（4）六方氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻3个氮原子形成σ键，且B上没有孤电子对，故硼原子的杂化方式为sp2；六方相氮化硼晶体的层状结构中没有自由电子，故不能导电，故答案为：sp2；层与层之间无自由电子。
（5）具有相同价电子总数和相同原子总数的分子或离子具有相同的结构特征，这一原理称为“等电子原理”。与BF4—互为等电子体的一种分子的化学式为CF4，NH4BF4中NH4+和BF4-各含有1个配位键，则1molNH4BF4中含有的配位键个数为2NA，故答案为：CF4；2NA。
（6）根据金刚石的结构可以判断出金刚石的一个晶胞中含有的碳原子数=8×1/8+6×1/2+4=8，因此立方氮化硼晶胞中应该含有4个N和4个B原子。一个晶胞的质量为4×25g/NA，一个立方氮化硼晶胞的体积为(361.5pm)3，根据ρ=m/V计算密度，因此立方氮化硼的密度是
gcm-3，故答案为：4； 。
