Question

【題目】繼密胺樹脂/石墨烯量子點復合微球新型白光發光材料后，2019年8月13日中國科學院福建物質結構研究所合成了首例缺陷誘導的晶態無機硼酸鹽單一組分白光材料Ba2[Sn（OH）6][B（OH）4]2并獲得了該化合物的LED器件。

（1）基態O原子能量最高的電子，其電子云在空間有___個延展方向；硼原子的基態電子排布圖為____。

（2）NO3－與SO3互為等電子體，構型為___；苯－1，4－二硼酸甲基亞氨基二乙酸酯結構如圖所示，硼原子和氮原子的雜化方式分別為___、____。

（3）Fe3＋可用SCN－檢驗，其對應的酸有兩種，分別為硫氰酸（H－S－C≡N）和異硫氰酸（H－N＝C＝S），這兩種酸中沸點較高的是___，試分析其原因______。

（4）微量元素硼和鎂對植物的葉的生長和人體骨骼的健康有著十分重要的作用，其化合物也應用廣泛。①三價B易形成配離子，如[BH4]－等。寫出[BH4]－的一種陽離子等電子體___。

②如圖1示多硼酸根的一種無限長的鏈式結構，其化學式可表示為_____（以n表示硼原子的個數）。

③硼酸晶體是片層結構，如圖2表示的是其中一層的結構。每一層內存在的作用力有_____。

Answer 1

【答案】3 平面正三角形 sp2 sp3 異硫氰酸（H—N＝C＝S） 異硫氰酸分子中存在N—H鍵，硫氰酸分子中存在S—H鍵，N原子的電負性大于S原子，易形成分子間氫鍵 NH4+ （BO2)nn- 共價鍵、氫鍵

【解析】

（1）根據基態O原子核外電子排布，判斷能量最高的電子云在空間延展方向。根據構造原理畫出硼原子的基態電子排布圖；

（2）根據價層電子對互斥理論判斷構型和雜化方式；

（3）根據是否存在氫鍵來判斷沸點；

（4）①等電子體是指原子數目相同,價電子總數相同的微粒；

②1個B原子連接3個O原子,其中2個氧原子分別為2個B原子共有,則每個B原子實際結合O原子數目為1+2×12=2,代一個單位負電荷；

③硼酸晶體是片層結構，硼酸分子內存在共價鍵，分子間存在氫鍵。

（1）O電子排布式1s2 2s2 2p4可知能量最高的電子在空間有3個延展方向。

硼原子的基態電子排布圖為

（2）用VSEPR判定(6-3*0)=3為SP2雜化,平面正三角形，苯－1，4－二硼酸甲基亞氨基二乙酸酯中硼原子和氮原子的雜化方式分別為sp2 sp3

（3）硫氰酸（H－S－C≡N）和異硫氰酸（H－N＝C＝S）都是分子晶體，從圖中可知異硫氰酸（H－N＝C＝S）分子中存在N—H鍵，硫氰酸分子中存在S—H鍵，N原子的電負性大于S原子，易形成分子間氫鍵，所以異硫氰酸（H－N＝C＝S）沸點高。

（4）①等電子體是指原子數目相同,價電子總數相同的微粒,則與[BH4]互為等電子體的陽離子有：NH4+等，

②1個B原子連接3個O原子,其中2個氧原子分別為2個B原子共有,則每個B原子實際結合O原子數目為1+2×12=2,代一個單位負電荷,故多硼酸根化學式為：（BO2)nn-

③硼酸晶體是片層結構，硼酸分子內存在共價鍵，分子間存在氫鍵。