Question

氮化硼（BN）是一種重要的功能陶瓷材料．以天然硼砂為起始物，經(jīng)過一系列反應(yīng)可以得到BF₃和BN，請回答下列問題

（1）基態(tài)B原子的電子排布式為　　；B和N相比，電負性較大的是　　，BN中B元素的化合價為　；

（2）在BF₃分子中，F(xiàn)﹣B﹣F的鍵角是　　，B原子的雜化軌道類型為，BF₃和過量NaF作用可生成NaBF₄，BF₄^﹣的立體結(jié)構(gòu)為　　；

（3）在與石墨結(jié)構(gòu)相似的六方氮化硼晶體中，層內(nèi)B原子與N原子之間的化學(xué)鍵為　　，層間作用力為　　；

（4）六方氮化硼在高溫高壓下，可以轉(zhuǎn)化為立方氮化硼，其結(jié)構(gòu)與金剛石相似，硬度與金剛石相當(dāng)，晶胞邊長為361.5pm，立方氮化硼晶胞中含有　　個氮原子、　　個硼原子，立方氮化硼的密度是　　g•cm^﹣3（只要求列算式，不必計算出數(shù)值，阿伏伽德羅常數(shù)為N_A）．

Answer 1

考點：

晶胞的計算；原子核外電子排布；元素電離能、電負性的含義及應(yīng)用；原子軌道雜化方式及雜化類型判斷．

分析：

（1）B原子核外有5個電子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫其基態(tài)原子核外電子排布式；同一其元素元素，電負性隨著原子序數(shù)增大而增大；化合物中各元素化合價的代數(shù)和為0，該化合物中N元素化合價為﹣3價，據(jù)此判斷B元素化合價；

（2）BF₃分子中B原子價層電子對個數(shù)是3且不含孤電子對，所以為平面正三角形結(jié)構(gòu)；

根據(jù)價層電子對互斥理論確定原子雜化方式、微�？臻g構(gòu)型，BF₃分子中B原子價層電子對個數(shù)是3且不含孤電子對，BF₄^﹣中B原子價層電子對個數(shù)是4且不含孤電子對；

（3）不同非金屬元素之間易形成極性鍵；分子之間存在分子間作用力；

（4）該晶胞中如果C原子位于頂點和面心上，則N原子位于晶胞內(nèi)部，且一個頂點和三個面心上C原子連接一個N原子；

該晶胞邊長=361.5pm=361.5×10^﹣10cm，體積=（361.5×10^﹣10cm）³，密度=．

解答：

解：（1）B原子核外有5個電子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫其基態(tài)原子核外電子排布式1s²2s²2p¹；

同一其元素元素，電負性隨著原子序數(shù)增大而增大，所以電負性N＞B；

化合物中各元素化合價的代數(shù)和為0，該化合物中N元素化合價為﹣3價，則B元素化合價為+3價，

故答案為：1s²2s²2p¹；N；+3；

（2）BF₃分子中B原子價層電子對個數(shù)是3且不含孤電子對，所以為平面正三角形結(jié)構(gòu)，則F﹣B﹣F的鍵角是120°；

根據(jù)價層電子對互斥理論確定原子雜化方式、微�？臻g構(gòu)型，BF₃分子中B原子價層電子對個數(shù)是3且不含孤電子對，BF₄^﹣中B原子價層電子對個數(shù)是4且不含孤電子對，所以BF₃分子中B采用sp²雜化、BF₄^﹣是正四面體結(jié)構(gòu)，

故答案為：120°；sp²；正四面體；

（3）不同非金屬元素之間易形成極性鍵，所以B﹣N原子之間存在極性鍵；分子之間存在分子間作用力，所以層之間存在分子間作用力，

故答案為：極性鍵；分子間作用力；

（4）該晶胞中如果C原子位于頂點和面心上，則N原子位于晶胞內(nèi)部，且一個頂點和三個面心上C原子連接一個N原子，所以該晶胞中C原子個數(shù)=8×+6×=4、N原子個數(shù)為4；

該晶胞邊長=361.5pm=361.5×10^﹣10cm，體積=（361.5×10^﹣10cm）³，密度==g•cm^﹣3=g•cm^﹣3，

故答案為：4；4；．

點評：

本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，涉及晶胞計算、原子雜化方式判斷、微�？臻g構(gòu)型判斷、原子核外電子排布等知識點，這些都是高頻考點，難點是晶胞密度計算，知道密度公式中各個字母含義，題目難度中等．