Question

【题目】由ⅢA、VA族元素组成的新型材料有着广泛用途。

(1)B2H6是一种高能燃料，它与Cl2反应生成的BCl3可用于半导体掺杂工艺及高纯硅制造。与BCl3互为等电子体，且由第二周期元素组成的一种阴离子为__________(填离子符号)。

(2)氨硼烷(H3N—BH3)和Ti(BH4)3均为广受关注的新型化学氢化物储氢材料。

①H3N—BH3中N原子的轨道杂化类型为________________。

②Ti(BH4)3由TiCl3和LiBH4反应制得。基态Ti3+的未成对电子数为____________；BH4-的立体构型是_______；该制备反应的化学方程式为______________。

(3)氨硼烷可由六元环状化合物(HB=NH)3通过如下反应制得：

3CH4+2(HB=NH)3+6H2O=3CO2+6H3BNH3。

下列有关叙述错误的是_____________

A.氨硼烷中存在配位键

B.第一电离能大小关系：N>O>C>B>H

C.反应前后碳原子的杂化类型不变

D.CH4、H2O、CO2分子空间构型分别是：正四面体型、V型、直线型

(3)GaAs的熔点为1238℃，密度为ρg·cm-3，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为_____________。Ga的配位原子(As)数目为________；Ga和As的摩尔质量分别为MGag·mol-1和MAsg·mol-1，原子半径分别为rGacm和rAscm，阿伏伽德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为__________。

Answer 1

【答案】 CO32-或NO3- sp3 1 正四面体 TiCl3+3LiBH4=Ti(BH4)3+3LiCl C 原子晶体 4

【解析】试题分析：(1)根据等电子体理论，原子数相同、价电子数也相同的粒子是等电子体；(2) ①H3N—BH3中N 原子价电子对数是(5+3)÷2=4；②基态Ti3+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d1；BH4-中N 原子价电子对数是(3+4+1)÷2=4；Ti(BH4)3由TiCl3和LiBH4反应制得； B一般形成3个共价键；同周期元素从左到右第一电离能逐渐增大，ⅡA族、ⅤA 族大于相邻的元素；由Ti(BH4)3中H显负价，H的第一电离能大于B；CH4、CO2中C原子的杂化方式分别是SP3和SP；根据价电子互斥理论分析CH4、H2O、CO2分子空间构型；(4) 根据GaAs的熔点为1238℃判断晶体的类型。根据晶胞结构分析Ga的配位原子(As)数；晶胞中实际原子的体积除以晶胞的体积=晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率。

解析：(1)根据等电子体理论，原子数相同、价电子数也相同的粒子是等电子体，所以与BCl3互为等电子体，且由第二周期元素组成的一种阴离子为CO32-或NO3-；(2) ①H3N—BH3中N 原子价电子对数是(5+3)÷2=4，N原子的轨道杂化类型为sp3；②基态Ti3+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d1，未成对电子数为1；BH4-中N 原子价电子对数是(3+4+1)÷2=4，没有孤对电子，BH4-的立体构型是正四面体；Ti(BH4)3由TiCl3和LiBH4反应制得，方程式为TiCl3+3LiBH4=Ti(BH4)3+3LiCl；(3) B一般形成3个共价键，其中1个是配位键，故A正确；同周期元素从左到右第一电离能逐渐增大，ⅡA族、ⅤA 族大于相邻的元素，故B正确；CH4、CO2中C原子的杂化方式分别是SP3和SP，故C错误；根据价电子互斥理论分析CH4中C原子价电子对数是(4+4)÷2=4，没有孤对电子，CH4是正四面体；H2O中O原子价电子对数是(6+2)÷2=4，有孤对电子，H2O是折线型；、CO2中C原子价电子对数是4÷2=2，没有孤对电子，CO2分子空间构型是直线，故D正确； (4) GaAs的熔点高，所以晶体的类型原子晶体。根据晶胞结构，离Ga的最近的As原子数为4；根据均摊原则，1个晶胞含有4个Ga原子和4个As原子，根据密度为ρg·cm-3，1个晶胞的体积为1÷〔ρ÷(4MGa+4MAs)×NA〕；4个Ga原子和4个As原子的总体积为16π (rGa3+rAs3)÷3；晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率。