Question

【題目】微量元素硼和鎂對(duì)植物的葉的生長(zhǎng)和人體骨骼的健康有著十分重要的作用。

(1)寫出基態(tài)B原子的軌道表達(dá)式___________________。

(2)三價(jià)B易形成配離子，如[B(OH)4]－、[BH4]－等。[B(OH)4]－的結(jié)構(gòu)式為___________________ (標(biāo)出配位鍵)，其中心原子的雜化方式為式________，寫出[BH4]－的兩種等電子體________________。

(3)圖1表示多硼酸根的一種無(wú)限長(zhǎng)的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，其化學(xué)式可表示為____________(以n表示硼原子的個(gè)數(shù))。

(4)硼酸晶體是片層結(jié)構(gòu)，圖2表示的是其中一層的結(jié)構(gòu)。層間存在的作用力有_________________；硼酸晶體在冷水中溶解度很小，但在熱水中較大，原因是_____________________。

(5)三氯化硼的熔點(diǎn)比氯化鎂的熔點(diǎn)低，原因是_________________________________________。

(6)鎂屬六方最密堆積(圖3)，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖4所示，若鎂原子半徑為apm，則鎂晶體的密度為_________________________________g/cm3(用含a的代數(shù)式表示)。

Answer 1

【答案】 sp3 CH4 、NH4＋ (BO2)nn- 氫鍵、范德華力 晶體中硼酸分子間以氫鍵締合在一起，難以溶解；加熱時(shí)，晶體中部分氫鍵被破壞，溶解度增大 三氯化硼為分子晶體，而氯化鎂為離子晶體，范德華力比離子鍵弱

【解析】(1)B的原子序數(shù)是5，基態(tài)B原子核外電子排布式為1s2s22p1，所以軌道表達(dá)式為。(2)三價(jià)B易形成配離子，因此在[B(OH)4]－中氧原子提供孤對(duì)電子，則[B(OH)4]－的結(jié)構(gòu)式為。B的價(jià)層電子對(duì)數(shù)是4，則其中心原子的雜化方式為式為sp3。原子數(shù)和價(jià)電子數(shù)分別都相等的是等電子體，則[BH4]－的兩種等電子體分別是 CH4、NH4＋。(3)從圖可看出，每個(gè)單元都有一個(gè)B，有一個(gè)O完全屬于這個(gè)單元，剩余的2個(gè)O分別為2個(gè)單元共用，所以B：O=1：（1+2×1/2）=1：2，化學(xué)式為(BO2)nn-；(4)氧原子能與氫元素形成氫鍵，因此層間存在的作用力有氫鍵、范德華力；由于晶體中硼酸分子間以氫鍵締合在一起，難以溶解；加熱時(shí)，晶體中部分氫鍵被破壞，導(dǎo)致溶解度增大。(5)三氯化硼為分子晶體，而氯化鎂為離子晶體，范德華力比離子鍵弱，所以氯化鎂的熔點(diǎn)高于三氯化硼。(6)鎂屬六方最密堆積，若鎂原子半徑為apm，底面積是(2a×10－10)2cm2，體對(duì)角線是4a×10－10cm，面對(duì)角線是，所以高是，晶胞體積是，則鎂晶體的密度為g/cm3。