Question

【題目】硼及其化合物在材料制造、有機合成等方面用途非常廣泛。回答下列問題：

(1)VB2是一種導電陶瓷材料，基態釩原子的價電子排布圖為_______。

(2)B、C、N三種元素第一電離能由小到大的順序為________。

(3)硼的鹵化物在工業中有重要作用，硼的四種鹵化物的沸點如下表所示。

	BF3	BCl3	BBr3	BI3
沸點/K	172	285	364	483

①四種鹵化物沸點依次升高的原因是__________________。

②用BF3分子結構解釋反應BF3(g)+NH4F(s)==NH4[BF4] (s)能夠發生的原因：____________。

制備環硼氨烷的方法如下：

BCl3、LiBH4中硼原子的雜化軌道類型依次為_________；與B3N3H6互為等電子體的分子的結構簡式為________________。

(4)立方氮化硼的熔點為3000℃，其晶胞結構如圖所示，晶胞參數a=361.5pm。

①立方氮化硼的晶體類型為_______________。

②緊鄰的兩個硼原子間的距離為_______(列出計算式即可) pm。

③立方氮化硼的密度為_____(列出計算式即可)g㎝-3。

Answer 1

【答案】 B<C<N 分子結構相似，相對分子質量增大，分子間作用力逐漸增強 BF3分子中硼原子有空軌道，F-有孤對電子，能通過配位鍵形成BF4- sp2、sp3 原子晶體 ×361.5 ×107(或其他合理答案)

【解析】(1) V的核電荷數為23，其價電子排布式為3d34s2，則基態釩原子的價電子排布圖為；

(2)同一周期元素，元素的第一電離能隨著原子序數增大而增大，但因p軌道為半充滿結構，第VA族第一電離能大于其相鄰元素，B、C、N元素處于同一周期且原子序數逐漸增大，N處于第VA族，則B、C、N三種元素第一電離能由小到大的順序為B<C<N；

(3)①四種鹵化物結構相似且均為分子晶體，相對分子質量增大，分子間作用力逐漸增強，故沸點依次升高；

②因 BF3分子中硼原子有空軌道，F-有孤對電子，能通過配位鍵形成BF4-，則反應BF3(g)+NH4F(s)=NH4[BF4] (s)能夠較易發生；

③BCl3分子的中心原子B原子上含有3個σ 鍵，中心原子上的孤電子對數=×（a-xb）=×（3-3×1）=0，所以BCl3分子屬于sp2雜化；LiBH4中B原子的價層電子對數為=4，所以雜化方式為sp3雜化；C6H6與B3N3H6互為等電子體，苯分子的結構簡式為；

(4)①立方氮化硼為高熔點，只存在共價鍵，應為原子晶體；

②設緊鄰的兩個硼原子間的距離為xpm，則xpm=361.5pm，x=×361.5pm；

③一個立方氮化硼晶胞中含有4個N原子和4個B原子．一個晶胞中的質量為，一個立方氮化硼晶胞的體積是（361.5pm）3，因此立方氮化硼的密度是gpm-3=×107。