Question

【題目】硼(B)鈷(Co)和錳(Mn)形成物質(zhì)時(shí)比較復(fù)雜和變化多端。

（1） Co基態(tài)原子核外電子排布式為_________，第二周期元素第一電離能比B高的有______種；

（2）硝酸錳是工業(yè)制備中常用的催化劑，Mn(NO3)2中的化學(xué)鍵除了σ鍵外，還存在______；

（3）NaBO2可用于織物漂白。BO2-的空間構(gòu)型為_______寫出兩種與其互為等電子體的分子的化學(xué)式：_______；

（4）下圖表示偏硼酸根的一種無(wú)限長(zhǎng)的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，其化學(xué)式可表示為____(以n表示硼原子的個(gè)數(shù))；

下圖表示的是一種五硼酸根離子， 其中B原子的雜化方式為________；

（5）立方BN和立方AIN均為原子晶體，結(jié)構(gòu)相似，BN的熔點(diǎn)高于AIN的原因?yàn)?/span>_______________；

（6）一種新型輕質(zhì)儲(chǔ)氫材料的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示，設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,該晶體的密度為__gcm-3(用含a、NA的代數(shù)式表示)。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2 6 π鍵、離子鍵 直線形 CO2或CS2或N2O或BeCl2 (BO2)nn- sp3、sp2 B原子半徑更小，B-N鍵鍵長(zhǎng)更短，鍵能更大

【解析】

(1) Co 為27號(hào)元素，根據(jù)構(gòu)造理論書寫排布式；B位于周期表中第2周期，第ⅢA族，同周期主族元素，隨著原子序數(shù)的增大，第一電離能有增大的趨勢(shì)，但第ⅡA族和第ⅤA族元素反常；

(2)硝酸錳是離子化合物，硝酸根中3個(gè)氧原子和中心原子N之間形成一個(gè)4中心6電子的大π鍵；

(3) BO2-的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2，孤電子對(duì)數(shù)為0；原子總數(shù)相等、價(jià)電子總數(shù)也相等的微粒互為等電子體；

(4) 根據(jù)均攤思想分析偏硼酸根離子的化學(xué)式，根據(jù)雜化軌道理論判斷五硼酸根離子中B原子的雜化方式；

(5)原子半徑越小，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，原子晶體的熔點(diǎn)越高；

(6)結(jié)合晶胞中各離子數(shù)目計(jì)算晶胞質(zhì)量，晶體密度=晶胞質(zhì)量÷晶胞體積。

(1) Co為27號(hào)元素，根據(jù)構(gòu)造理論，其基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2；同周期主族元素，隨著原子序數(shù)的增大，隨著原子序數(shù)的增大，第一電離能有增大的趨勢(shì)，但第ⅡA族和第ⅤA族元素反常，所以第一電離能比B大的有Be，C，N，O，F，Ne，共有6個(gè)元素；

(2)硝酸錳是離子化合物，硝酸根和錳離子之間形成離子鍵，硝酸根中3個(gè)氧原子和中心原子N之間形成一個(gè)4中心6電子的大π鍵，所以除σ鍵外，還存在π鍵和離子鍵；

(3)BO2的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2，孤電子對(duì)數(shù)為0，立體構(gòu)型為直線形；與BO2由3個(gè)原子構(gòu)成，價(jià)層電子數(shù)為16，互為等電子體的分子有CO2、CS2、N2O、BeCl2等；

(4)根據(jù)均攤思想，無(wú)限長(zhǎng)鏈?zhǔn)狡�硼酸根離子中，一個(gè)B相當(dāng)于占有O的數(shù)目為1+2×=2，所以其化學(xué)式可表示為：(BO2)n n；根據(jù)雜化軌道理論，五硼酸根離子中，B原子部分形成3根共價(jià)鍵，為sp2雜化，部分形成4根共價(jià)鍵，為sp3雜化；

(5)立方BN和立方AlN均為原子晶體，B原子半徑更小，BN鍵鍵長(zhǎng)更短，鍵能更大，熔點(diǎn)更高；

(6)晶胞中，Na+位于晶胞的面上和棱上，離子數(shù)目=4×+4×=3；Li+位于晶胞的面心，離子數(shù)目=2×=1，BH4位于頂點(diǎn)、面心和體心離子數(shù)目=1+4×+8×=4，故該物質(zhì)的化學(xué)式為Na3Li(BH4)4，晶胞的體積V=(a×1010cm)2×(2a×1010cm)，晶胞質(zhì)量=g，晶體密度==gcm3。