Question

【題目】人們對含硼（元素符號為“B”）物質結構的研究，極大地推動了結構化學的發展。回答下列問題：

（1）基態B原子價層電子的電子排布式為_____，核外電子占據最高能層的符號是____，占據該能層未成對電子的電子云輪廓圖形狀為____。

（2）1923年化學家Lewis提出了酸堿電子理論。酸堿電子理論認為：凡是可以接受電子對的物質稱為酸，凡是可以給出電子對的物質稱為堿。已知BF3與F-反應可生成BF4-，則該反應中BF3屬于____（填“酸”或“堿”），原因是____。

（3）NaBH4是有機合成中常用的還原劑，NaBH4中的陰離子空間構型是_____，中心原子的雜化形式為____，NaBH4中存在____（填標號）

a．離子鍵 b．金屬鍵 c．σ鍵 d．π鍵 e．氫鍵

（4）請比較第一電離能：IB____IBe（填“>”或“<”），原因是_______。

（5）六方氮化硼的結構與石墨類似，B—N共價單鍵的鍵長理論值為158pm，而六方氮化硼層內B、N原子間距的實測值為145 pm，造成這一差值的原因是____。高溫高壓下，六方氮化硼可轉化為立方氮化硼，立方氮化硼的結構與金剛石類似，已知晶胞參數中邊長為a=362 pm，則立方氮化硼的密度是____g/cm3。

Answer 1

【答案】2s22p1 L 啞鈴形（或紡錘形） 酸 BF3中B采用sp2雜化，未參與雜化的2p空軌道接受F-的一對孤電子，形成配位鍵，因此BF3屬于酸 正四面體 sp3 ac ＜ Be原子的2s為全充滿結構，較為穩定 層內B、N原子間形成了π鍵

【解析】

(1)B為5號元素，據此書寫B原子價層電子的電子排布式；

(2)B原子最外層含有3個電子，與3個F形成3個共用電子對，還存在1個空軌道，據此分析判斷；

(3)根據價層電子對個數=σ鍵個數+孤電子對個數=σ鍵個數+(a-xb)計算判斷；

(4)Be原子的2s為全充滿結構，較為穩定，據此分析判斷；

(5)六方氮化硼的結構與石墨類似，層內B、N原子間形成了π鍵；根據晶胞結構圖，利用均攤法計算一個晶胞中含有的白球數和黑球數，再確定一個晶胞的質量和體積，最后根據ρ=計算。

(1)B為5號元素，基態B原子價層電子的電子排布式為2s22p1，核外電子占據最高能層的符號為L，占據該能層未成對電子的為2p，電子云輪廓圖為啞鈴形(或紡錘形)，故答案為：2s22p1；L；啞鈴形(或紡錘形)；

(2)根據酸堿電子理論：凡是可以接受電子對的物質稱為酸，凡是可以給出電子對的物質稱為堿。BF3中B采用sp2雜化，未參與雜化的2p空軌道接受F-的一對孤電子，形成配位鍵，因此BF3屬于酸，故答案為：酸；BF3中B采用sp2雜化，未參與雜化的2p空軌道接受F-的一對孤電子，形成配位鍵，因此BF3屬于酸；

(3)BH4-中B原子孤電子對數==0，價層電子對數=4+0=4，VSEPR模型為正四面體，沒有孤電子對，空間構型為正四面體，B原子雜化方式為sp3，Na+、BH4-離子之間形成離子鍵，BH4-中B原子與H原子之間形成共價鍵和配位鍵，均屬于σ鍵，故答案為：正四面體；sp3；ac；

(4)Be原子的2s為全充滿結構，較為穩定，使得第一電離能大于B第一電離能，故答案為：＜；Be原子的2s為全充滿結構，較為穩定；

(5)六方氮化硼的結構與石墨類似，層內B、N原子間形成了π鍵，使得B—N共價單鍵的鍵長變短；根據晶胞結構圖，一個晶胞中含有的白球數=8×+6×=4，黑球數=4，因此立方氮化硼晶胞中應該含有4個N和4個B原子，一個晶胞的質量為，一個立方氮化硼晶胞的體積是(362pm)3，根據ρ=== g/cm3，故答案為：層內B、N原子間形成了π鍵；。