Question

【题目】人们对含硼（元素符号为“B”）物质结构的研究，极大地推动了结构化学的发展。回答下列问题：

（1）基态B原子价层电子的电子排布式为_____，核外电子占据最高能层的符号是____，占据该能层未成对电子的电子云轮廓图形状为____。

（2）1923年化学家Lewis提出了酸碱电子理论。酸碱电子理论认为：凡是可以接受电子对的物质称为酸，凡是可以给出电子对的物质称为碱。已知BF3与F-反应可生成BF4-，则该反应中BF3属于____（填“酸”或“碱”），原因是____。

（3）NaBH4是有机合成中常用的还原剂，NaBH4中的阴离子空间构型是_____，中心原子的杂化形式为____，NaBH4中存在____（填标号）

a．离子键 b．金属键 c．σ键 d．π键 e．氢键

（4）请比较第一电离能：IB____IBe（填“>”或“<”），原因是_______。

（5）六方氮化硼的结构与石墨类似，B—N共价单键的键长理论值为158pm，而六方氮化硼层内B、N原子间距的实测值为145 pm，造成这一差值的原因是____。高温高压下，六方氮化硼可转化为立方氮化硼，立方氮化硼的结构与金刚石类似，已知晶胞参数中边长为a=362 pm，则立方氮化硼的密度是____g/cm3。

Answer 1

【答案】2s22p1 L 哑铃形（或纺锤形） 酸 BF3中B采用sp2杂化，未参与杂化的2p空轨道接受F-的一对孤电子，形成配位键，因此BF3属于酸 正四面体 sp3 ac ＜ Be原子的2s为全充满结构，较为稳定 层内B、N原子间形成了π键

【解析】

(1)B为5号元素，据此书写B原子价层电子的电子排布式；

(2)B原子最外层含有3个电子，与3个F形成3个共用电子对，还存在1个空轨道，据此分析判断；

(3)根据价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=σ键个数+(a-xb)计算判断；

(4)Be原子的2s为全充满结构，较为稳定，据此分析判断；

(5)六方氮化硼的结构与石墨类似，层内B、N原子间形成了π键；根据晶胞结构图，利用均摊法计算一个晶胞中含有的白球数和黑球数，再确定一个晶胞的质量和体积，最后根据ρ=计算。

(1)B为5号元素，基态B原子价层电子的电子排布式为2s22p1，核外电子占据最高能层的符号为L，占据该能层未成对电子的为2p，电子云轮廓图为哑铃形(或纺锤形)，故答案为：2s22p1；L；哑铃形(或纺锤形)；

(2)根据酸碱电子理论：凡是可以接受电子对的物质称为酸，凡是可以给出电子对的物质称为碱。BF3中B采用sp2杂化，未参与杂化的2p空轨道接受F-的一对孤电子，形成配位键，因此BF3属于酸，故答案为：酸；BF3中B采用sp2杂化，未参与杂化的2p空轨道接受F-的一对孤电子，形成配位键，因此BF3属于酸；

(3)BH4-中B原子孤电子对数==0，价层电子对数=4+0=4，VSEPR模型为正四面体，没有孤电子对，空间构型为正四面体，B原子杂化方式为sp3，Na+、BH4-离子之间形成离子键，BH4-中B原子与H原子之间形成共价键和配位键，均属于σ键，故答案为：正四面体；sp3；ac；

(4)Be原子的2s为全充满结构，较为稳定，使得第一电离能大于B第一电离能，故答案为：＜；Be原子的2s为全充满结构，较为稳定；

(5)六方氮化硼的结构与石墨类似，层内B、N原子间形成了π键，使得B—N共价单键的键长变短；根据晶胞结构图，一个晶胞中含有的白球数=8×+6×=4，黑球数=4，因此立方氮化硼晶胞中应该含有4个N和4个B原子，一个晶胞的质量为，一个立方氮化硼晶胞的体积是(362pm)3，根据ρ=== g/cm3，故答案为：层内B、N原子间形成了π键；。