Question

【題目】氟代硼酸鉀(KBe2BO3F2)是激光器的核心材料，我國化學家在此領域的研究走在了世界的最前列。回答下列問題:

(1)氟代硼酸鉀中各元素原子的第一電離能大小順序是F>O>______________。基態K＋電子占據最高能級的電子云輪廓圖為_____________形。

(2) NaBH4是有機合成中常用的還原劑，其中陰離子的鍵角為___________。

(3)下列硼原子電子排布圖表示的狀態中，能量最低和最高的分別為___________、___________(填字母標號)。

A. B.

C. D.

(4)硼元素的簡單氫化物BH3不能游離存在，常傾向于形成較穩定的B2H6或與其他分子結合。

①B2H6分子結構如圖，則B原子的雜化方式為_________。

②氨硼烷(NH3BH3)被認為是最具潛力的新型儲氫材料之一，分子中存在配位鍵，提供孤電子對的成鍵原子是_______________，寫出一種與氨硼烷互為等電子體的分子________________(填化學式)。

(5)磷化硼(BP)是受高度關注的耐磨材料，可作為金屬表面的保護層，其結構與金剛石類似，晶胞結構如圖所示。P的配位數為_____________，磷化硼晶胞沿z軸在平面的投影圖中，B原子構成的幾何形狀是_______________，已知晶胞邊長為apm，則磷化硼晶體的密度是___________g·cm－3。

Answer 1

【答案】 啞鈴(紡錘) A D N 4 正方形

【解析】

(1)一般情況下，同周期元素從左到右，第一電離能逐漸增大；同主族元素從上到下，第一電離能逐漸減小，但是第ⅡA族元素和第ⅤA族元素由于其核外電子排布處于全滿或者半滿，其第一電離能比相鄰元素大，則K、Be、B的電離能排序為Be>B>K；

K為19號元素，其核外電子排布為1s22s22p63s23p64s1，失去最外層電子得到K＋，K＋的核外電子排布為1s22s22p63s23p6，占據的最高能級為3p，其電子云輪廓圖為啞鈴(紡錘)形；

(2)陰離子為BH4－，其價層電子對數目為，不含有孤對電子，則為正四面體形，鍵角為109°28′；

(3)按照核外電子排布規則，電子在原子核外排布時，要盡可能使電子的能量最低；電子填充時，首先填充能量低的亞層，此外電子在原子核外排布時，將盡可能分占不同的軌道，且自旋平行；則可知能量最低的為A，能量最高的為D；

(4)①根據圖示，B與4個H原子形成共價鍵，則B原子的雜化方式為sp3；

②N核外有5個電子，而B核外有3個電子，N和3個H原子形成共價鍵，還有一對孤對電子；B與3個H原子形成共價鍵后，沒有額外的價電子；因此NH3BH3中，N可以提供孤對電子，B可以提供空軌道，形成配位鍵，因此提供孤電子對的成鍵原子是N；等電子體是指價電子數和原子數相同的分子、離子或原子團；則NH3BH3的等電子體可能為C2H6；

(5)由上下底面的P原子可知，上下底面的中心的P原子均與2個O原子相連，根據晶胞具有重復性，可知每個P原子的配位數為4；晶胞中4個B原子分布正方體中心為中心的正四面體位置，其俯視圖中4個B原子形成正方形；根據均攤法，晶胞中含有4個B原子，P原子數=，晶胞質量；晶胞體積，晶胞密度。