Question

【题目】硼（B）及其化合物是用途广泛的化工原料，硼可与多种元素形成化合物。

（1）B的价电子轨道表示式为________ 。

（2）BF3与NH3可以通过配位键形成NH3·BF3。

① 基态原子的核外电子有________种不同的运动状态

② NH3 的键角________CH4的键角（填“大于”、“小于”或“等于”）。BF3为________分子（填“极性”或“非极性”）。

③ 在NH3·BF3所形成的配位键中，________原子提供空轨道。

（3）氮化硼（BN）晶体有多种结构。六方氮化硼与石墨相似，具有层状结构；立方氮化硼与金刚石相似，具有空间网状结构。它们的晶体结构如下图所示。

① 六方氮化硼和立方氮化硼中，B原子的杂化方式分别为_______、_______。

② 六方氮化硼能像石墨一样做润滑剂，原因是_______；但它不能像石墨一样导电，可能的原因是_______.

③ 已知立方氮化硼的晶胞参数（即晶胞的边长）为acm，则立方氮化硼的密度为_______g/cm3（只要求列算式，不必计算出结果，阿伏加德罗常数为NA）。

Answer 1

【答案】 9 小于 非极性 B sp2 sp3 层与层之间是范德华力，容易被破坏 层面中没有自由移动的电子

【解析】(1)B的核电荷数为5，其价电子排布式为2s22p1，则价电子轨道表示式为；

(2)BF3与NH3可以通过配位键形成NH3·BF3。

① 基态原子的核内质子数为9，核外电子有9个电子，则有9种不同的运动状态；

② CH4分子中没有孤电子对，NH3分子中含有一个孤电子对，孤电子对和化学键之间存在排斥能力，所以NH3分子内的H-N-H键角小于CH4分子内的H-C-H键角；BF3中B元素化合价为+3，B原子最外层3个电子全部成键，为sp2杂化，平面结构，非极性分子；

③ NH3BF3中B原子有空轨道，N原子有孤电子对，所以NH3提供孤电子对，BF3提供空轨道，形成配位键；

(3)① 六方氮化硼中每个硼原子形成3个σ键，为sp2杂化；立方氮化硼晶体中每个硼原子形成4个σ键，所以硼原子的杂化轨道类型为sp3；

② 六方氮化硼是层状结构，层与层之间是范德华力，容易被破坏，则可做润滑剂；而六方氮化硼晶体结构其层结构中没有自由电子，则不导电；

③晶胞的体积为(acm)3，晶胞中含有8×+6×=4个N和4个B原子，晶胞的质量为g，立方氮化硼的密度为g/cm3。