Question

【題目】微量元素硼和鎂對植物的葉的生長和人體骨骼的健康有著十分重要的作用。

(1)寫出基態B原子的軌道表達式___________________。

(2)三價B易形成配離子，如[B(OH)4]－、[BH4]－等。[B(OH)4]－的結構式為___________________ (標出配位鍵)，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限長的鏈式結構，其化學式可表示為____________(以n表示硼原子的個數)。

(4)硼酸晶體是片層結構，圖2表示的是其中一層的結構。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)三氯化硼的熔點比氯化鎂的熔點低，原因是_________________________________________。

(6)鎂屬六方最密堆積(圖3)，其晶胞結構如圖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，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的原子序數是5，基態B原子核外電子排布式為1s2s22p1，所以軌道表達式為。(2)三價B易形成配離子，因此在[B(OH)4]－中氧原子提供孤對電子，則[B(OH)4]－的結構式為。B的價層電子對數是4，則其中心原子的雜化方式為式為sp3。原子數和價電子數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，每個單元都有一個B，有一個O完全屬于這個單元，剩余的2個O分別為2個單元共用，所以B：O=1：（1+2×1/2）=1：2，化學式為(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，晶體中部分氫鍵被破壞，導致溶解度增大。(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，體對角線是4a×10－10cm，面對角線是，所以高是，晶胞體積是，則鎂晶體的密度為g/cm3。