Question

【題目】硼及其化合物在新材料、工農業生產等方面用途很廣。請回答下列問題：

元素的基態原子的價電子排布圖為______，B、N、O元素的第一電離能由大到小的順序為______。

三氟化硼在常溫常壓下為具有刺鼻惡臭和強刺激性氣味的無色有毒腐蝕性氣體，其分子的立體構型為______，B原子的雜化類型為______。

自然界中，含B的鈉鹽是一種天然礦藏，其化學式寫作，實際上它的陰離子結構單元是由兩個和兩個縮合而成的雙六元環，應該寫成，其結構式如圖1，它的陰離子可形成鏈狀結構。該陰離子由極性鍵和配位鍵構成，請在答題卷中抄上圖1結構式后用“”標出其中的配位鍵，該陰離子通過______相互結合形成鏈狀結構。

科學家發現硼化鎂在39K時有超導性，在硼化鎂晶體的理想模型中，鎂原子和硼原子是分層排布的，一層鎂一層硼相間排列。圖2是該晶體微觀結構中取出的部分原子沿z軸方向的投影，白球是鎂原子投影，黑球是硼原子投影。則硼化鎂的化學式為______。

磷化硼是一種有價值的超硬耐磨涂層材料，這種陶瓷材料可作為金屬表面的保護薄膜。磷化硼晶胞如圖3所示，在BP晶胞中B的堆積方式為______，當晶胞晶格參數為478pm時，磷化硼中硼原子和磷原子之間的最近距離為______cm。

Answer 1

【答案】 平面正三角形 氫鍵 面心立方最密堆積

【解析】

元素處于第二周期IIIA族，價電子排布式為，結合泡利原理、洪特規則畫出價電子排布圖；同周期主族元素隨原子序數增大第一電離能呈增大趨勢，但IIA族、VA族元素原子最高能級為全充滿或半充滿穩定狀態，第一電離能高于同周期相鄰的元素；

分子的中心B原子孤電子對數，價層電子對數，B原子雜化軌道數目為3；

形成4個鍵的B原子中含有1個配位鍵，氫氧根離子中氧原子與B原子之間形成配位鍵；該陰離子通過氫鍵相互結合形成鏈狀結構；

個B原子為3個Mg原子共用，1個Mg原子為6個B原子共用，均攤法計算硼原子和鎂原子的個數之比，確定硼化鎂的化學式；

由晶胞結構可知，晶胞中B原子處于晶胞頂點與面心，B的堆積方式為面心立方最密堆積；P原子與周圍的4個B原子最近且形成正四面體結構，二者連線處于體對角線上，為體對角線的；

原子核外電子排布式為，由泡利原理、洪特規則，核外電子排布圖為，同周期主族元素隨原子序數增大第一電離能呈增大趨勢，N元素原子2p軌道為半充滿穩定狀態，第一電離能高于同周期相鄰的元素，故第一電離能：；

故答案為：；；

分子的中心B原子孤電子對數，價層電子對數；

故答案為：平面正三角形；；

形成4個鍵的B原子中含有1個配位鍵，氫氧根離子中氧原子與B原子之間形成配位鍵，圖1中用“”標出其中的配位鍵為：，該陰離子通過氫鍵相互結合形成鏈狀結構；

故答案為：；氫鍵；

根據投影可知，1個B原子為3個Mg原子共用，1個Mg原子為6個B原子共用，故一個Mg原子的B原子為，由此可知Mg、B原子數目之比為1：2，故硼化鎂的化學式為；

故答案為：；

由晶胞結構可知，晶胞中B原子處于晶胞頂點與面心，B的堆積方式為面心立方最密堆積；P原子與周圍的4個B原子最近且形成正四面體結構，二者連線處于體對角線上，為體對角線的，立方體的每條邊長為478pm，則晶胞體對角線長為，則P原子與B原子最近距離為；

故答案為：面心立方最密堆積；；