Question

氮化硼（BN）是一种重要的功能陶瓷材料，以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到BF₃和BN，如下图所示，请回答下列问题：

（1）基态B原子的电子排布图为

 

；B和N相比，电负性较大的是

 

，BN中B元素的化合价为

 

；
（2）由B₂O₃制备BN的化学方程式是

 

；
（3）在BF₃分子中，F-B-F的键角是

 

，B原子的杂化轨道类型为

 

，BF₃和过量NaF作用可生成NaBF₄，BF₄^-的立体结构为

 

；
（4）在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的作用力为

 

，层间的作用力为

 

．

Answer 1

考点：原子核外电子排布,元素电离能、电负性的含义及应用,键能、键长、键角及其应用,不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别

专题：原子组成与结构专题,化学键与晶体结构

分析：（1）B的原子序数为5，其基态原子的电子排布式为1s²2s²2p¹根据电子排布式画出电子排布图；
B和N都属于第二周期元素，同周期自左至右元素的电负性逐渐增大，故电负性较大的是N；B属于第ⅢA族元素，化合价为+3价．
（2）由图及元素守恒可写出反应的方程式：B₂O₃+2NH₃

高温  .

2BN+3H₂O；
（3）依据价层电子对互斥理论，计算出的孤对电子对数以及价层电子对数，可判断出分子的空间构型；
（4）B、N均属于非金属元素，二者形成的化学键是极性共价键；根据其结构与石墨相似，层与层之间应该靠分子间作用力结合．

解答： 解：（1）基态B原子的电子排布式为1s²2s²sp¹，其电子排布图为；B与N 均位于第二周期，电负性从左向右依次递减，所以N的电负性大于B；BN中B元素的化合价为+3；
故答案为：；N；+3；
（2）由图可知B₂O₃与氨气在高温下反应即生成BN，方程式为B₂O₃+2NH₃

高温  .

2BN+3H₂O；
故答案为：B₂O₃+2NH₃

高温  .

2BN+3H₂O；
（3）依据价层电子对互斥理论，计算出BF₃的孤对电子对数=

1

2

×（a-xb）=

1

2

×（4-4×1）=0，并且价层电子对数为3，所以BF₃分子为平面正三角形结构，键角为120°，杂化方式为sp²；BF₄^-中心原子的孤对电子对数=

1

2

×（a-xb）=

1

2

×（4-4×1）=0，其价层电子对数为4，所以其结构为正四面体型；
故答案为：120°；sp²；正四面体型；
（4）B、N均属于非金属元素，二者形成的化学键是极性共价键；根据石墨结构可知六方氮化硼晶体中，层与层之间靠分子间作用力结合．
故答案为：共价键（或极性共价键）；分子间作用力．

点评：本题考查较为全面，涉及到化学方程式的书写、电子排布图、分子空间构型、杂化类型的判断，但解题具有较强的方法性和规律性，学习中注意总结如何书写电子排布式，如何判断分子空间构型等方法．