Question

氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到BF₃和BN，如图所示：

请回答下列问题：

(1)由B₂O₃制备BF₃、BN的化学方程式依次是__________________________________、

___________________________________________________________________________；

(2)基态B___________________________________________________________________；

B和N相比，电负性较大的是________，BN中B元素的化合价为________；

(3)在BF₃分子中，F—B—F的键角是________，B原子的杂化轨道类型为________，BF₃和过量NaF作用可生成NaBF₄，BF的立体构型为____________；

(4)在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间化学键为____________，层间作用力为___________________________________________________________________；

(5)六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，晶胞边长为361.5 pm。立方氮化硼晶胞中含有________个氮原子、________个硼原子，立方氮化硼的密度是________ g·cm^－3(只要求列算式，不必计算出数值。阿伏加德罗常数为N_A)。

Answer 1

解析　(1)已知反应物和主要的生成物，根据原子守恒判断出次要生成物，写出化学方程式，配平即可。

(2)B原子核外有5个电子，其基态电子排布式为1s²2s²2p¹；BN中N的电负性较大，N为－3价，那么B就为＋3价。

(3)因为BF₃的空间构型为平面三角形，所以F—B—F的键角为120°。

(4)六方氮化硼晶体结构与石墨相似，故B、N以共价键相结合构成分子晶体，其层间作用力是分子间作用力。

答案　(1)B₂O₃＋3CaF₂＋3H₂SO₄2BF₃↑＋3CaSO₄＋3H₂O　B₂O₃＋2NH₃2BN＋3H₂O　(2)1s²2s²2p¹　N　＋3　(3)120°　sp²　正四面体　(4)共价键(极性共价键)　分子间作用力　(5)4　4