Question

第題（分）硼的化學豐富多彩，也是材料化學研究的熱點之一。

⑴ 最近美國Rice University的教授Boris Yakobson與其同事預測

了一種硼巴基球(B_n，如圖所示)的存在，這種分子組成與C₆₀相似，

但在它每個六邊形的中心有一個額外的原子，顯著提高了其穩定性。

則n=_______

⑵ 硼是制造超硬材料的元素之一。提高材料的硬度有兩種方法，一是制造具有類似金剛石結構的物質，如立方BM，若M為第三周期的元素，則 M為_______(填元素符號)，二是尋找 “不可壓縮性的”的金屬，這類金屬具有高密度，低硬度的特點，它們和硼的化合物有異乎尋常的硬度，最近《Science》雜志報道合成了一種可與金剛石相媲美的超硬材料XB₂，X是第VIIB族元素，則X為______（填元素名稱）

⑶ 氮化硼納米管是一種具有優異性能的材料，于1995年美國加州大學的教授首次合成。該材料可由高溫熱解法制得，用N₂將由（NH₄）₂SO₄與NaBH₄反應生成的物質A帶入含Co、Ni催化劑的硅晶基片上，加熱到1000-1100℃反應生成，已知A為苯的等電子體，寫出兩步反應的方程式

Answer 1

⑴ 80   （2分）

⑵ P  , 錸   （2分， 各1分）

⑶ 3（NH₄）₂SO₄+ 6 NaBH₄ == 2B₃N₃H₆ + 3Na₂SO₄ + 18 H₂ 

B₃N₃H₆ == 3BN + 3H₂   （2分， 各1分）

解析:

⑴ C₆₀是個32面體，其中有12個正五邊形，20個正六邊形。根據題意，硼巴基球與C₆₀相似，但是在每個正六邊形中存在一個B原子，所以錸共有80個 B原子，化學式為B₈₀，即n＝80。

⑵ M應為第三周期第ⅤA元素，根據等電子原理， M應為磷元素。X是ⅦB元素，該族元共有Mn、Tc、Re、Sg四種元素，其中Sg有放射性，不考慮。根據題意，該材料具有“高密度，低硬度”，根據同族元素性質遞變規律，可以斷定該金屬元素是錸。

⑶　A是苯的等電子體，結合題意，可以推斷出A為B₃N₃H₆，該產物既不是氧化產物，也不是還原產物；根據NaBH₄具有較強還原性的特點，產物中還有H₂生成，它既是氧化產物，也是還原產物；另一種產物為Na₂SO₄。利用氧化還原反應配平方法，配平該化學反應方程式，如下：

3（NH₄）₂SO₄+ 6 NaBH₄ == 2B₃N₃H₆ + 3Na₂SO₄ + 18 H₂

A分解形成BN，利用原子守恒關系，可以判斷出產物中一定還有H₂，然后配平化學反應方程式。