Question

【題目】氮元素有著多變價態和種類繁多的化合物，在工農業生產中有重要的應用。

(1)同周期元素中，比氮元素的第一電離能大的元素共有______________種。

(2)NF3與汞共熱可制得N2F2。

①NF3的幾何構型為______________，N2F2 中σ鍵和π鍵的個數比為_____________。

②已知汞位于第六周期，與鋅同族。基態汞原子的價電子排布式為_____________。

(3)H3N-BH3分子中B原子的雜化軌道類型為_________，該分子的熔沸點比乙烷高，原因是________________________。

(4)由B、N、F元素組成的離子化合物中，B、N、F原子的個數比為1:1: 8,其陰陽離子是等電子體,該化合物中的陰離子是__________(填離子符號)。

(5)氮化硼晶體結構如圖所示。

①該晶體中含有的微粒間作用力為______________________。

②圖中N原子的坐標參數為 (，， )；(，，)；(，，)；________。

③已知BN晶胞中相鄰且最近的硼、氫原子的核間距為acm，NA為阿伏加德羅常數的值.其密度為_____________gcm-3 (列出計算式即可)。

Answer 1

【答案】2 三角錐形 3:1 5d106s2 sp3 H3N-BH3分子間存在氫鍵 BF4- 共價鍵(或極性共價鍵) (，， )

【解析】

(1)同一周期元素，元素的第一電離能隨著原子序數的增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于相鄰元素；

分子與分子結構相似；的結構式為；

汞位于第六周期，與鋅同族，已知鋅為第四周期元素，價電子排布式為；

氨硼烷分子中間是配位鍵，B原子的2s軌道與3個p軌道雜化，形成4個共價鍵；分子中存在N、H元素，分子間存在氫鍵；

形成的化合物中F一定是-1價，B最高價只能是+3價，所以N元素一定是+5價，由于形成的是離子化合物，且陰陽離子為等電子體；

氮化硼是原子晶體，晶體中只存在共價鍵；

結合晶體中4個N原子所處的位置分析；

先確定晶胞的組成和質量，再結合密度公式計算。

同周期自左而右元素的第一電離能呈增大趨勢，但氮元素的2p能級有3個電子，處于半滿穩定狀態，氮元素的第一電離能高于同周期相鄰元素，比氮元素的第一電離能大的元素為F和Ne；共有2種；

(2)①分子與分子結構相似，氮原子含有3個共價鍵和一個孤電子對，所以空間構型是三角錐形；的結構式為，根據單鍵就是鍵，雙鍵的一根是鍵、另一根是鍵，該分子中含3個鍵和1個鍵，比值為；

汞位于第六周期，與鋅同族，已知鋅為第四周期元素，價電子排布式為，則基態汞原子的價電子排布式為；

氨硼烷分子中間是配位鍵，B原子的2s軌道與3個p軌道雜化，形成4個共價鍵，所以采取雜化；分子中存在N、H元素，分子間存在氫鍵，乙烷中無氫鍵，氫鍵的作用力比分子間作用力大，所以該分子的熔沸點比乙烷高；

形成的化合物中F一定是-1價，B最高價只能是+3價，所以N元素一定是+5價，由于形成的是離子化合物，且陰陽離子為等電子體，可推出陽離子是，陰離子是；

氮化硼是原子晶體，B原子和N原子以極性共價鍵結合；

圖中N原子的坐標參數為；；，可知晶胞邊長為1，4個N原子分別晶胞的兩條對角線上，則結合晶體中4個N原子所處的位置可知另一個原子的坐標參數為：；

晶胞中B原子個數為8×+6×=4，含有N原子個數為4，則晶胞中含4個BN，設晶胞邊長為x，則體對角線長度為，即，再由1mol晶胞中含4molBN，可計算晶胞的密度為。