题目内容

【题目】硼及其化合物有重要作用。请回答:

(1)基态硼原子的外围电子排布式为___________。

(2)B的简单氢化物BH3不能游离存在,常倾向于形成较稳定的B2H6。实验室可通过NaBH4与BF3反应来制备。

①B2H6分子结构如图,则B2H6分子中有 种共价键,B原子的杂化方式为 。

②组成NaBH4的三种元素的电负性由大到小的顺序为 ,其阴离子的电子式为 。

③NaBH4的阴离子中一个B原子能形成4个共价键,而冰晶石(Na3AlF6)的阴离子中一个Al原子可以形成6个共价键,原因是 。

(3)氮化硼(BN)是受到高度关注的耐磨材料。其晶体的晶胞如图所示。

①在BN晶胞中B的堆积方式为 ,晶体内BN键数与硼原子数之比为 。

②晶胞中B原子坐标参数分别有:B(0,0,0);B(1/2,0,1/2);B(1/2,1/2,0)等。则距离上述三个B原子最近且等距的N原子的坐标参数为 。

③若图中晶胞的边长为a pm,则BN中硼原子和氮原子之间的最近距离为 。

【答案】(1)2s22p1

(2)①2 sp3 ②H>B>Na

③B原子价电子层上没有d轨道,Al原子价电子层上有d轨道

(3)①面心立方最密堆积 4∶1 ②(1/4,1/4,1/4 ) ③

【解析】(1)基态B原子核外有5个电子,外围电子排布式为2s22p1;

(2)①一个B形成3个B-H键,另一个B-H键是配位键,因此有2种共价键。根据B2H6分子结构图像,四个端H和两个B形成分子平面,中间两个H不在分子平面内,其连线垂直于分子平面,上下各一个,因此杂化类型为sp3。

②Na、B、H三种元素的电负性由大到小的顺序为H>B>Na,的电子式为。

③B原子价电子层上没有d轨道,Al原子价电子层上有d轨道,所以中一个B原子能形成4个共价键,而AlF63-中一个Al原子可以形成6个共价键。

(3)①由晶胞结构可知,B原子处于晶胞顶点与面心,在BN晶胞中B的堆积方式为面心立方最密堆积。由图可知,一个B原子与4个N原子形成4个B-N共价键,B-N键数与硼原子数之比为4∶1。

②根据各个原子的相对位置可知,则距离上述三个B原子最近且等距的N原子的坐标参数为(1/4,1/4,1/4)。

③晶体中硼原子和氮原子的核间距应为体对角线的四分之一,所以BN中硼原子和氮原子之间的最近距离为。

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