Question

【题目】硼及其化合物在材料制造、有机合成等方面用途非常广泛。回答下列问题：

(1)VB2是一种导电陶瓷材料，基态钒原子的价电子排布图为_______。

(2)B、C、N三种元素第一电离能由小到大的顺序为________。

(3)硼的卤化物在工业中有重要作用，硼的四种卤化物的沸点如下表所示。

	BF3	BCl3	BBr3	BI3
沸点/K	172	285	364	483

①四种卤化物沸点依次升高的原因是__________________。

②用BF3分子结构解释反应BF3(g)+NH4F(s)==NH4[BF4] (s)能够发生的原因：____________。

制备环硼氨烷的方法如下：

BCl3、LiBH4中硼原子的杂化轨道类型依次为_________；与B3N3H6互为等电子体的分子的结构简式为________________。

(4)立方氮化硼的熔点为3000℃，其晶胞结构如图所示，晶胞参数a=361.5pm。

①立方氮化硼的晶体类型为_______________。

②紧邻的两个硼原子间的距离为_______(列出计算式即可) pm。

③立方氮化硼的密度为_____(列出计算式即可)g㎝-3。

Answer 1

【答案】 B<C<N 分子结构相似，相对分子质量增大，分子间作用力逐渐增强 BF3分子中硼原子有空轨道，F-有孤对电子，能通过配位键形成BF4- sp2、sp3 原子晶体 ×361.5 ×107(或其他合理答案)

【解析】(1) V的核电荷数为23，其价电子排布式为3d34s2，则基态钒原子的价电子排布图为；

(2)同一周期元素，元素的第一电离能随着原子序数增大而增大，但因p轨道为半充满结构，第VA族第一电离能大于其相邻元素，B、C、N元素处于同一周期且原子序数逐渐增大，N处于第VA族，则B、C、N三种元素第一电离能由小到大的顺序为B<C<N；

(3)①四种卤化物结构相似且均为分子晶体，相对分子质量增大，分子间作用力逐渐增强，故沸点依次升高；

②因 BF3分子中硼原子有空轨道，F-有孤对电子，能通过配位键形成BF4-，则反应BF3(g)+NH4F(s)=NH4[BF4] (s)能够较易发生；

③BCl3分子的中心原子B原子上含有3个σ 键，中心原子上的孤电子对数=×（a-xb）=×（3-3×1）=0，所以BCl3分子属于sp2杂化；LiBH4中B原子的价层电子对数为=4，所以杂化方式为sp3杂化；C6H6与B3N3H6互为等电子体，苯分子的结构简式为；

(4)①立方氮化硼为高熔点，只存在共价键，应为原子晶体；

②设紧邻的两个硼原子间的距离为xpm，则xpm=361.5pm，x=×361.5pm；

③一个立方氮化硼晶胞中含有4个N原子和4个B原子．一个晶胞中的质量为，一个立方氮化硼晶胞的体积是（361.5pm）3，因此立方氮化硼的密度是gpm-3=×107。