Question

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．它们的晶体结构如图所示．
（1）基态硼原子存在

 

种运动状态不同的电子．
（2）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
（3）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

 

．
（4）立方相氮化硼晶体中，硼原子的杂化轨道类型为

 

．
（5）NH₄BF₄（氟硼酸铵）是合成氮化硼纳米管的原料之一．1mol NH₄BF₄含有

 

mol配位键．

Answer 1

考点：配合物的成键情况,晶胞的计算

专题：化学键与晶体结构

分析：（1）电子的运动状态数和原子核外电子的数目相等，基态硼原子核外有5个电子；
（2）a．立方相氮化硼含有σ键不存在π键；
b．六方相氮化硼层间为分子间作用力，作用力小；
c．非金属元素之间易形成共价键；
d．立方相氮化硼为原子晶体；
（3）根据B原子和N原子形成的共价键个数及孤电子对个数判断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，该物质的层状结构中不存在自由移动的电子；
（4）立方相氮化硼晶体中，根据硼原子共价键个数及孤电子对个数之和判断；
（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，据此计算．

解答： 解：（1）基态硼原子核外有5个电子，电子的运动状态数和原子核外电子的数目相等，故基态硼原子存在5种运动状态不同的电子；
故答案为：5；
（2）a．立方相氮化硼N原子和B原子之间存在共价单键，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；
故答案为：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；
故答案为：sp³；
（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．

点评：本题考查了物质结构和性质，涉及配位键、原子杂化方式的判断、微粒空间构型的判断等知识点，这些知识点都是考试高频点，根据配位键的概念、价层电子对互斥理论等知识点来分析解答，题目难度中等．