Question

【題目】氮化硼(BN)晶體有多種相結構。六方相氮化硼是通常存在的穩定相，與石墨相似，具有層狀結構，可作高溫潤滑劑。立方相氮化硼是超硬材料，有優異的耐磨性。它們的晶體結構如下圖所示。

(1)基態硼原子的電子排布式為___________________________。

(2)關于這兩種晶體的說法，正確的是________(填序號)。

a．立方相氮化硼含有σ鍵和π鍵，所以硬度大

b．六方相氮化硼層間作用力小，所以質地軟

c．兩種晶體中的B－N鍵均為共價鍵

d．兩種晶體均為分子晶體

(3)六方相氮化硼晶體層內一個硼原子與相鄰氮原子構成的空間構型為________________，其結構與石墨相似卻不導電，原因是_________________________。

(4)立方相氮化硼晶體中，硼原子的雜化軌道類型為________。該晶體的天然礦物在青藏高原地下約300 km的古地殼中被發現。根據這一礦物形成事實，推斷實驗室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的條件應是 ____________________________________。

(5)NH4BF4(氟硼酸銨)是合成氮化硼納米管的原料之一。1 mol NH4BF4含有________ mol配位鍵。

Answer 1

【答案】(1)1s22s22p1或[He]2s22p1 (2)bc

(3)平面三角形 層狀結構中沒有自由移動的電子

(4)sp3 高溫、高壓 (5)2

【解析】(1)硼為第5號元素，核外有5個電子，基態硼原子的電子排布式為1s22s22p1。(2)a項，立方相氮化硼類似于金剛石的結構只有σ鍵，沒有π鍵，錯誤；b項，六方相氮化硼類似于石墨的結構，層與層之間存在分子間作用力，質地軟，正確；c項，B—N間通過共用電子對結合，均為共價鍵，正確；d項，立方相氮化硼為原子晶體，六方相氮化硼為混合型晶體，錯誤。(3)由六方相氮化硼晶體結構可知，層內每個硼原子與相鄰的3個氮原子構成平面三角形，由于六方相氮化硼結構中已沒有自由移動的電子，故其不導電。(4)立方相氮化硼晶體中每個硼原子與相鄰的4個氮原子形成共價鍵，有4個雜化軌道，發生的是sp3雜化，根據題意，結合地理知識，合成立方相氮化硼晶體的條件為高溫、高壓。(5)NH4BF4由NH和BF構成，1個NH中含1個配位鍵，1個BF中含1個配位鍵，故1 mol NH4BF4中含有2 mol配位鍵。