Question

【题目】氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构如右图所示。

⑴基态硼原子的电子排布式为______________________________。

⑵ 关于这两种晶体的说法，正确的是_________________(填序号)。

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

⑶六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为________，其结构与石墨相似却不导电，原因是______________________________。

⑷立方相氮化硼晶体中，硼原子的杂化轨道类型为___________________。该晶体的天然矿物在青藏高原在下约300Km的古地壳中被发现。根据这一矿物形成事实，推断实验室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的条件应是____________________________。

⑸NH4BF4(氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一。1mo NH4BF4含有_____________mol配位键。

Answer 1

【答案】1s22s22p1 b、c 平面三角形 层状结构中没有自由移动的电子 sp3 高温、高压 2

【解析】

B位于第2周期ⅢA族，核外电子排布式1s22s22p1，形成的六方相氮化硼，每一个B与3个N原子相连，每1个N原子与3个B原子相连，形成平面六边形结构，向平面发展成层状结构．六方相氮化硼，不含π键，只含σ键，层与层之间通过范德华力结合在一起；B原子的电子全部成键，晶体中没有自由移动的电子，不导电．立方相氮化硼每个B原子与4个N原子相连，每个N与4个B原子相连，构成正四面体，向空间发展形成网状结构．B原子的杂化方式为sp3，由于六方相氮化硼比立方相氮化硼稳定，立方相氮化硼的天然矿物在青藏高原在下约300Km的古地壳中被发现，说明由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的条件应是高温高压．根据配位键理论，NH4BF4有1个N-H和一个B-F属于配位键。

（1）基态硼原子核外有5个电子，分别位于1s、2s、2p能级，根据构造原理知其基态的电子排布式1s22s22p1，故答案为：1s22s22p1；

（2）a．立方相氮化硼N原子和B原子之间只存在共价单键，N和B的价电子全部参与成键，所以该化合物中含有σ键，不存在π键，故错误；

b．六方相氮化硼层间为分子间作用力，作用力小，导致其质地软，故正确；

c．非金属元素之间易形成共价键，所以N原子和B原子之间存在共价键，故正确；

d．立方相氮化硼为空间网状结构，不存在分子，为原子晶体，故错误；

故选bc；

（3）六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子形成3个共价单键，且B原子不存在孤电子对，所以硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为平面三角形。该物质的层状结构中不存在自由移动的电子，所以不导电，故答案为：平面三角形；层状结构中没有自由移动的电子；

（4）立方相氮化硼晶体中，硼原子和四个N原子形成4个共价单键，所以B原子的杂化轨道类型为sp3，在地壳内部，离地面越深，其压强越大、温度越高，根据题干知，实验室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的条件应是高温高压，故答案为：sp3；高温高压；

（5）一个NH4BF4中N原子和其中一个H原子之间存在配位键、B原子和其中一个F原子之间存在一个配位键，所以含有2个配位键，则1mol NH4BF4含有2mol配位键，故答案为：2。