Question

【題目】第ⅢA族硼、稼及其化合物在材料科學領域有廣泛應用。

（1）基態硼原子電子排布圖為___。

（2）常溫下，Ga(CH3)3呈液態。在高溫條件下，Ga(CH3)3和AsH3反應可制備半導體材料GaAs和另一產物為M，

①M是__分子(填“極性”或“非極性”)；Ga(CH3)3中Ga原子和C原子構成的空間構型是__。

②Ga(CH3)3的晶體類型是__晶體；B、Ga和As均屬于__區元素(填字母)。

A.s B.p C.d D.ds

（3）硼酸(H3BO3)是層狀結構晶體(如圖甲所示)，在冷水中溶解度很小，加熱時溶解度增大。

①硼酸晶體中存在的作用力有__(填字母)。

a.σ鍵極 b.π鍵 c.氫鍵 d.范德華力

②硼酸在水中溶解度隨著溫度升高而增大的主要原因可能是__。

（4）NaBH4、LiBH4常作有機合成的還原劑，其中B原子的雜化軌道類型是__。

（5）磷化硼(BP)是一種超硬耐磨涂層材料，其晶胞如圖乙所示。已知：P-B鍵鍵長為Rnm，NA是阿伏加德羅常數的值。

①該晶胞中B原子位于P原子形成的正四面體的體心，該正四面體的邊長為___nm。

②BP晶體密度為__g·cm-3(用含R和NA的代數式表示)。

Answer 1

【答案】 非極性 平面三角形 分子 p acd 升高溫度，硼酸分子間氫鍵被破壞 sp3雜化 R

【解析】

（1）基態硼原子的原子序數為5，核外電子分別位于1s、2s、2p能級；

（2）①根據元素守恒及原子守恒知，M為，中Ga原子價層電子對個數為3且不含孤電子對；

②分子晶體熔沸點較低，該分子熔沸點較低，為分子晶體；B、Ga和As最后排入的電子為p電子；

（3）①硼酸晶體中、原子之間存在共價單鍵，為鍵極，分子之間存在范德華力，分子間氫鍵導致存在硼酸大分子；

②升高溫度，硼酸分子間氫鍵被破壞；

（4）NaBH4、LiBH4的陰離子中B原子價層電子對個數4，不含孤電子對；

（5）①該晶胞中B原子位于P原子形成的正四面體的體心，該正四面體的邊長為晶胞面對角線長度的一半；

②依據分攤法和密度計算公式可得。

（1）基態硼原子的原子序數為5，核外電子分別位于1s、2s、2p能級，電子排布圖為，故答案為：；

（2）①根據元素守恒及原子守恒知，M為，甲烷為正四面體結構，其正負電荷中心重合，所以為非極性分子；Ga原子最外層3個電子，中Ga原子價層電子對個數為3且不含孤電子對，據此判斷Ga和C原子構成的空間構型為平面三角形，故答案為：非極性；平面三角形；

②分子晶體熔沸點較低，該分子熔沸點較低，為分子晶體；B、Ga和As最后排入的電子為p電子，所以均屬于p區元素，故答案為：分子晶體；p；

（3）①硼酸晶體中、原子之間存在共價單鍵，為鍵極，分子之間存在范德華力，分子間氫鍵導致存在硼酸大分子，所以存在鍵、氫鍵、范德華力，故答案為：acd；

②升高溫度，硼酸分子間氫鍵被破壞，所以硼酸在水中溶解度隨著溫度升高而增大，故答案為：升高溫度，硼酸分子間氫鍵被破壞；

（4）NaBH4、LiBH4的陰離子中B原子價層電子對個數，且不含孤電子對，根據價層電子對互斥理論判斷B原子的雜化軌道類型為雜化，故答案為：雜化；

（5）①P-B鍵鍵長為Rnm，鍵長等于晶胞體對角線長度的，晶胞體對角線長度為4Rnm，則晶胞長度，該晶胞中B原子位于P原子形成的正四面體的體心，該正四面體的邊長為晶胞面對角線長度的一半，則正四面體的邊長，故答案為：；

②晶胞體積，P原子個數、B原子個數為4，BP晶體密度，故答案為：。