Question

【題目】物質的結構決定其性質，元素周期表和元素周期律揭示了化學元素間的內在聯系，使其構成了一個完整的體系。回答下列問題：

(1)在硼、氮、氧、氟中，第一電離能由大到小排序為___________(用元素符號表示，下同)。四種元素中的基態原子中，未成對電子數最多的是___________。

(2)已知硼酸的電離方程式為H3BO3+H2O [B(OH)4]+H+。

①硼酸是___________元酸。

②[B(OH)4]－中含有的化學鍵類型有___________(填標號)。

a．σ鍵 b．π鍵 c．配位鍵 d．非極性鍵

③由[B(OH)4]－推出[Al(OH)4]－的結構式為______________________。

(3)氟化硝酰(NO2F)與NO3－的結構相似，則其分子的立體構型是___________，N原子的雜化軌道類型為___________。

(4)已知單質硼晶體的熔點為1873℃，單質硼晶體是___________晶體。

(5)磷化硼(BP)是一種超硬耐磨涂層材料，其立方晶胞如圖所示。已知晶胞中B－P鍵鍵長均為anm，阿伏加德羅常數的值為NA，則磷化硼晶體的密度為___________g·cm－3(列出計算式)。

Answer 1

【答案】F＞N＞O＞B N 一 ac 或 平面三角形 sp2 原子

【解析】

(1) 同一周期，從左到右，元素的第一電離能呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素；根據硼、氮、氧、氟在周期表中的位置判斷第一電離能的排序；再根據電子排布式判斷四種基態原子中未成對電子數最多的原子；

(2) ①根據電離方程式H3BO3+H2O [B(OH)4]+H+判斷；

②B最外層只有3個電子，存在空軌道，據此判斷[B(OH)4]－中含有的化學鍵；

③由[B(OH)4]－推出[Al(OH)4]－中也存在σ鍵和配位鍵；

(3) NO3-中N原子形成3個σ鍵，沒有孤電子對，雜化類型為sp2，立體構型為平面三角形，據此分析解答；

(4)根據單質硼晶體的熔點為1873℃，結合常見晶體的物理性質特征判斷；

(5)根據均攤法結合晶胞結構計算一個晶胞中含有P原子和B原子數目，計算晶胞的質量；晶胞中B－P鍵鍵長為晶胞體對角線長度的，求出晶胞棱長，據此分析計算。

(1) 同一周期，從左到右，元素的第一電離能呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素；在硼、氮、氧、氟中，第一電離能由大到小排序為F＞N＞O＞B。四種元素中的基態原子中，未成對電子數最多的是N。其2p軌道有3個未成對電子，故答案為：F＞N＞O＞B；N；

(2) ①根據電離方程式H3BO3+H2O [B(OH)4]+H+可知，硼酸是一元酸，故答案為：一；

②B最外層只有3個電子，存在空軌道，因此[B(OH)4]－中含有σ鍵和配位鍵，故答案為：ac；

③由[B(OH)4]－推出[Al(OH)4]－中也存在σ鍵和配位鍵，結構式為，故答案為：；

(3) NO3-中N原子形成3個σ鍵，沒有孤電子對，雜化類型為sp2，立體構型為平面三角形，氟化硝酰(NO2F)與NO3－的結構相似，則其分子的立體構型也是平面三角形，N原子的雜化軌道類型為sp2，故答案為：平面三角形；sp2；

(4)根據單質硼晶體的熔點為1873℃，符合原子晶體的物理性質特征，單質硼晶體是原子晶體，故答案為：原子；

(5)根據晶胞結構，一個晶胞中含有P原子的數目=8×+6×=4，含有4個B原子，則晶胞的質量為g，晶胞中B－P鍵鍵長均為anm，為晶胞體對角線長度的，則晶胞棱長=anm=a×10-6cm，則磷化硼晶體的密度為= g·cm－3，故答案為：。