Question

【題目】硼在地殼中的含量不多，主要存在于硼鎂礦、硼砂等富集礦中。回答下列問題：

（1）基態硼原子的核外電子排布式為_______；硼元素的某種同素異形體B12的熔點位2180℃，據此推測B12晶體熔化時破壞的作用力為__________。

（2）硼與其同周期相鄰兩元素的第一電離能由大到小的順序是__________。

（3）硼原子最外層只有三個電子，但其電負性較大，原因是_________。

（4）正硼酸(H3BO3)是白色固體，其晶體具有六方形對稱片狀晶格結構，如圖所示。

①正硼酸分子中的B原子采取__________雜化；1molH3BO3平均形成________mol氫鍵。

②正硼酸的熔點遠遠高于硼酸甲酯[B(OCH3)3]，原因是________。

（5）寫出與BF3互為等電子體的2種陰離子_________（填化學式）。

（6）下圖為立方氟化硼晶胞結構示意圖，其中N原子的配位數為____；若N原子半徑為a pm，B原子半徑為b pm，阿伏伽德羅常數值為NA，則立方氮化硼晶體的密度為________g/cm3（列式即可）。

Answer 1

【答案】 1s22s22p1 共價鍵（或“非極性鍵”、“非極性共價鍵”）、范德華力 C>Be>B B的原子半徑較小（其它合理說法亦可） sp2 3 正硼酸分子間能形成分子間氫鍵，所以熔點較高 NO3-、CO32-、SiO32-或BO33-等 4

【解析】（1）基態硼原子的核外電子數是5，核外電子排布式為1s22s22p1；硼元素的某種同素異形體B12的熔點為2180℃，熔點高，據此推測B12晶體熔化時破壞的作用力為共價鍵。（2）同周期自左向右第一電離能逐漸增大，但Be的2s軌道處于全充滿狀態穩定性強，則硼與其同周期相鄰兩元素的第一電離能由大到小的順序是C>Be>B。（3）硼原子最外層只有三個電子，但B的原子半徑較小，因此其電負性較大。（4）①B只形成了3個單鍵，沒有孤電子對，所以采取sp2雜化；1個硼酸分子形成了6個氫鍵，但每個氫鍵是2個硼酸分子共用的，所以平均含3個氫鍵，則1molH3BO3平均形成3mol氫鍵。②由于正硼酸分子間能形成分子間氫鍵，所以熔點較高。（5）原子數和價電子數分別都相等的互為等電子體，則與BF3互為等電子體的陰離子NO3-、CO32-、SiO32-或BO33-等。（6）根據晶胞結構可判斷N原子的配位數為4；若N原子半徑為a pm，B原子半徑為b pm，則立方體的體對角線是4(a+b)pm=4(a+b)×10－10cm，邊長＝。晶胞中N原子數目為4，B原子數目為8×1/8+6×1/2=4，晶胞質量為4×25/NAg，所以晶體密度=g/cm3。