Question

磷化硼（BP）和氮化硼（BN）是受到高度关注的耐磨涂料，它们的结构相似，图为磷化硼晶体结构中最小的重复结构单元．磷化硼可由三溴化硼和三溴化磷在氢气中高温反应合成：BBr₃+PBr₃+3H₂=BP+6HBr．
回答下列问题：
（1）上述反应物中含有一种元素，其基态原子具有八种不同能量电子，写出其基态原子的价电子轨道表示式 ．
（2）BP中每个B或P原子均形成4个共价键，其中有一个配位键，提供空轨道是

 

原子．
（3）磷化硼的晶体类型是

 

，B原子的杂化方式是

 

，每生成1molBP，共形成

 

molB-P键．
（4）已知BBr₃+PBr₃+3H₂=BP+6HBr反应中，P元素被还原，判断电负性：P

 

 B （填“＞”、“＜”）
（5）BBr₃分子中，B原子采取

 

杂化，键角为

 

（6）氮化硼晶体的熔点要比磷化硼晶体高，其原因是

 

．

Answer 1

考点：晶胞的计算,原子核外电子排布,晶体的类型与物质熔点、硬度、导电性等的关系,原子轨道杂化方式及杂化类型判断

专题：原子组成与结构专题,化学键与晶体结构

分析：（1）其基态原子具有八种不同能量电子，该原子的能级有1S、2S、2P、3S、3P、3d、4S、4P，据此确定该元素；
（2）没有孤电子对的原子提供空轨道；
（3）根据其空间结构确定晶体类型，根据每个B原子含有的价层电子对个数确定杂化方式，根据每个B原子含有的B-P键个数计算；
（4）得电子能力越强的元素其电负性越强；
（5）根据电子对互斥理论确定其空间构型，根据空间构型确定键角；
（6）原子晶体中，物质熔点与原子半径、键长成反比．

解答： 解：（1）其基态原子具有八种不同能量电子，该原子的能级有1S、2S、2P、3S、3P、3d、4S、4P，所以该元素是第四周期的P区元素，为Br元素，其基态原子的价电子轨道表示式，故答案为：；
（2）没有孤电子对的原子提供空轨道，B原子没有孤电子对，所以提供空轨道，P原子提供孤电子对，故答案为：B；
（3）根据其根据结构知，该物质为空间网状结构，所以是原子晶体，每个B原子含有4个σ键不含孤电子对，所以采取sp³杂化，每个B原子含有4个B-P键，所以每生成1molBP，共形成4molB-P键，故答案为：原子晶体，sp³；4；
（4）BBr₃+PBr₃+3H₂=BP+6HBr反应中，P元素被还原，则P元素得电子能力比B元素强，得电子能力越强的元素其电负性越强，所以电负性P＞B，故答案为：＞；
（5）BBr₃分子中，B原子含有3个σ键不含孤电子对，所以采取sp²杂化，为平面三角形结构，键角是120℃，故答案为：sp²；120°；
（6）原子晶体中，物质熔点与原子半径、键长成反比，磷原子的半径比氮原子大，N-B共价键键长比B-P小，键能大，所以氮化硼晶体的熔点要比磷化硼晶体高，
故答案为：磷原子的半径比氮原子大，N-B共价键键长比B-P小，键能大．

点评：本题考查了物质结构的综合性知识，原子的杂化方式、分子的空间构型、键角等知识点是高考的热点，应重点掌握．