Question

【題目】硼（B）及其化合物是用途廣泛的化工原料，硼可與多種元素形成化合物。

（1）B的價電子軌道表示式為________ 。

（2）BF3與NH3可以通過配位鍵形成NH3·BF3。

① 基態原子的核外電子有________種不同的運動狀態

② NH3 的鍵角________CH4的鍵角（填“大于”、“小于”或“等于”）。BF3為________分子（填“極性”或“非極性”）。

③ 在NH3·BF3所形成的配位鍵中，________原子提供空軌道。

（3）氮化硼（BN）晶體有多種結構。六方氮化硼與石墨相似，具有層狀結構；立方氮化硼與金剛石相似，具有空間網狀結構。它們的晶體結構如下圖所示。

① 六方氮化硼和立方氮化硼中，B原子的雜化方式分別為_______、_______。

② 六方氮化硼能像石墨一樣做潤滑劑，原因是_______；但它不能像石墨一樣導電，可能的原因是_______.

③ 已知立方氮化硼的晶胞參數（即晶胞的邊長）為acm，則立方氮化硼的密度為_______g/cm3（只要求列算式，不必計算出結果，阿伏加德羅常數為NA）。

Answer 1

【答案】 9 小于 非極性 B sp2 sp3 層與層之間是范德華力，容易被破壞 層面中沒有自由移動的電子

【解析】(1)B的核電荷數為5，其價電子排布式為2s22p1，則價電子軌道表示式為；

(2)BF3與NH3可以通過配位鍵形成NH3·BF3。

① 基態原子的核內質子數為9，核外電子有9個電子，則有9種不同的運動狀態；

② CH4分子中沒有孤電子對，NH3分子中含有一個孤電子對，孤電子對和化學鍵之間存在排斥能力，所以NH3分子內的H-N-H鍵角小于CH4分子內的H-C-H鍵角；BF3中B元素化合價為+3，B原子最外層3個電子全部成鍵，為sp2雜化，平面結構，非極性分子；

③ NH3BF3中B原子有空軌道，N原子有孤電子對，所以NH3提供孤電子對，BF3提供空軌道，形成配位鍵；

(3)① 六方氮化硼中每個硼原子形成3個σ鍵，為sp2雜化；立方氮化硼晶體中每個硼原子形成4個σ鍵，所以硼原子的雜化軌道類型為sp3；

② 六方氮化硼是層狀結構，層與層之間是范德華力，容易被破壞，則可做潤滑劑；而六方氮化硼晶體結構其層結構中沒有自由電子，則不導電；

③晶胞的體積為(acm)3，晶胞中含有8×+6×=4個N和4個B原子，晶胞的質量為g，立方氮化硼的密度為g/cm3。