Question

【題目】硼及其化合物的研究在無機化學的發展中占有獨特的地位。

（1）硼元素有10B和11B兩種天然穩定同位素，在基態11B原子中，價電子中存在______對自旋方向相反的電子。第一電離能介于B與N之間的第二周期元素有______種。

（2）目前已制得二十多種硼氫化合物，如乙硼烷B2H6、丁硼烷B4H10等在能源方面前景可期。

①NH3能通過配位鍵與硼元素的某種氫化物作用得到化合物M, M是一種新的儲氫材料，加熱M 會緩慢釋放出H2，并轉化為化合物N, M、N分別是乙烷、乙烯的等電子體。M的結構式為______須標出配位鍵），氮原子在M、N分子中的雜化方式分別為_________。

②B2H6可作火箭燃料，將B2H6氣體通入H2O中的反應為B2H6＋6H20=2H3BO3+6H2↑，據此可判斷反應中所涉及元素的電負性從小到順序為_________。

③以硼酸(H3BO3)為原料可制得硼氫化鈉(NaBH4)，它是有機合成中的重要還原劑，可將竣基直接還原成醇。

CH3C00H CH3CH2OH

上圖中乙酸分子鍵角1＞鍵角2，其原因為_____________。

（3）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，如圖1所示。

①圖II是磷化硼沿Z軸的投影圖，請在圖II中圓球上涂“”和畫“×”分別表明B與P的相對位置_____________。

②已知晶胞邊長為apm，則磷化硼的密度是______g/cm3（只要求列算式）。

Answer 1

【答案】 1 3 sp3、sp2 B<H<O 由于碳氧雙鍵比碳氧單鍵成鍵電子對多，排斥力強，故鍵角1較大

【解析】（1）本題考查價電子、泡利原理、第一電離能的規律，B位于第二周期IIIA族，B屬于主族元素，價電子指最外層電子，即2s22p1，泡利原理是每個軌道最多容納2個電子，且自旋方向相反，即B中存在1對自旋方向相反的電子，同周期從左向右第一電離能增大，但IIA>IIIA，VA>VIA，因此介于兩者之間的元素是Be、C、O，有三種；（2）①本題考查等電子體、配位鍵的表示、雜化類型的判斷，M和乙烷是等電子體，因此推出M分子式為NBH4，結構簡式為BH3－NH3，B和N只能形成三個共價鍵，因此B和N之間是配位鍵，B提供空軌道，N提供孤電子對，即；M失去一個氫氣，得到N，N和乙烯互為等電子體，即N的分子式為H2B=NH2，M中N的雜化類型為sp3，N中N的雜化類型為sp2；②考查電負性的規律，同周期從左向右電負性增大，根據反應方程式，B2H6作還原劑，H2O作氧化劑，即B2H6中H顯－1甲，B顯＋3價，說明H的電負性大于B，從而電負性大小順序是B<H<O；③本題考查影響鍵角大小的因素，羰基中的氧原子有兩對孤電子對，甲基中碳原子沒有孤電子對，孤電子對之間的斥力大于孤電子對－成鍵電子對之間的斥力大于成鍵電子對之間的斥力，因此鍵角1大于鍵角2；（3）考查晶胞的計算，①根據晶胞的結構，相對位置是；②P位于頂點和面心，個數為8×1/8＋6×1/2=4，B全部位于晶胞內部，個數為4，因此化學式為BP，晶胞的質量為4×42/NAg，晶胞的體積為（a×10－10）3cm3，根據密度的定義，密度為g/cm3。