题目内容
【题目】硼在地壳中的含量不多,主要存在于硼镁矿、硼砂等富集矿中。回答下列问题:
(1)基态硼原子的核外电子排布式为_______;硼元素的某种同素异形体B12的熔点位2180℃,据此推测B12晶体熔化时破坏的作用力为__________。
(2)硼与其同周期相邻两元素的第一电离能由大到小的顺序是__________。
(3)硼原子最外层只有三个电子,但其电负性较大,原因是_________。
(4)正硼酸(H3BO3)是白色固体,其晶体具有六方形对称片状晶格结构,如图所示。
![]()
①正硼酸分子中的B原子采取__________杂化;1molH3BO3平均形成________mol氢键。
②正硼酸的熔点远远高于硼酸甲酯[B(OCH3)3],原因是________。
(5)写出与BF3互为等电子体的2种阴离子_________(填化学式)。
(6)下图为立方氟化硼晶胞结构示意图,其中N原子的配位数为____;若N原子半径为a pm,B原子半径为b pm,阿伏伽德罗常数值为NA,则立方氮化硼晶体的密度为________g/cm3(列式即可)。
![]()
【答案】 1s22s22p1 共价键(或“非极性键”、“非极性共价键”)、范德华力 C>Be>B B的原子半径较小(其它合理说法亦可) sp2 3 正硼酸分子间能形成分子间氢键,所以熔点较高 NO3-、CO32-、SiO32-或BO33-等 4 ![]()
【解析】(1)基态硼原子的核外电子数是5,核外电子排布式为1s22s22p1;硼元素的某种同素异形体B12的熔点为2180℃,熔点高,据此推测B12晶体熔化时破坏的作用力为共价键。(2)同周期自左向右第一电离能逐渐增大,但Be的2s轨道处于全充满状态稳定性强,则硼与其同周期相邻两元素的第一电离能由大到小的顺序是C>Be>B。(3)硼原子最外层只有三个电子,但B的原子半径较小,因此其电负性较大。(4)①B只形成了3个单键,没有孤电子对,所以采取sp2杂化;1个硼酸分子形成了6个氢键,但每个氢键是2个硼酸分子共用的,所以平均含3个氢键,则1molH3BO3平均形成3mol氢键。②由于正硼酸分子间能形成分子间氢键,所以熔点较高。(5)原子数和价电子数分别都相等的互为等电子体,则与BF3互为等电子体的阴离子NO3-、CO32-、SiO32-或BO33-等。(6)根据晶胞结构可判断N原子的配位数为4;若N原子半径为a pm,B原子半径为b pm,则立方体的体对角线是4(a+b)pm=4(a+b)×10-10cm,边长=
。晶胞中N原子数目为4,B原子数目为8×1/8+6×1/2=4,晶胞质量为4×25/NAg,所以晶体密度=
g/cm3。