Question

【題目】2019年8月13日中國科學家合成了首例缺陷誘導的晶態無機硼酸鹽單一組分白光材料Ba2 [Sn（OH）6][B（OH）4] 2并獲得了該化合物的LED器件，該研究結果有望為白光發射的設計和應用提供一個新的有效策略。

（1）基態Sn原子價層電子的空間運動狀態有___種，基態氧原子的價層電子排布式不能表示為，因為這違背了____原理（規則）。

（2）[B（OH）4] －中氧原子的雜化軌道類型為____，[B（OH）4] －的空間構型為______。 [Sn（OH）6] 2－中，Sn與O之間的化學鍵不可能是___。

a 鍵 b σ鍵 c 配位鍵 d 極性鍵

（3）碳酸鋇、碳酸鎂分解得到的金屬氧化物中，熔點較低的是_____（填化學式），其原因是___________。

（4）超高熱導率半導體材料——砷化硼（BAs）的晶胞結構如下圖所示，則1號砷原子的坐標為____。已知阿伏加德羅常數的值為NA，若晶胞中As原子到B原子最近距離為a pm，則該晶體的密度為__g·cm－3（列出含a、NA的計算式即可）。

Answer 1

【答案】3 洪特 sp3 正四面體 a BaO 離子半徑越小，晶格能越大，物質的熔點越高 (，，)

【解析】

(1)Sn元素與C元素為同主族元素，位于第五周期，所以其價層電子為5s25p2，5s能級的s軌道為一種空間運動狀態，5p能級占據兩個p軌道有兩種空間運動狀態，共有3種空間運動狀態；根據洪特規則，同一能級電子要優先以自旋相同的方式分別占據不同的軌道，所以該排布式違反了洪特規則；

(2)[B(OH)4] －中每個氧原子與氫原子和B原子各形成一個σ鍵，還有2對孤電子對，所以價層電子對數為4，為sp3雜化；[B(OH)4] －中B原子與每個氧原子之間均形成一個σ鍵(其中一個為配位鍵)，價層電子對數為4，且不含孤電子對，所以空間構型為正四面體；[Sn(OH)6] 2－中，O原子和氫原子之間為σ鍵，也為極性共價鍵，Sn原子和O原子之間有σ鍵和配位鍵，所以該物質中不含π鍵，所以選a；

(3)碳酸鋇、碳酸鎂分解得到的金屬氧化物分別為BaO和MgO，鎂離子核外電子層數少于鋇離子，所以鎂離子半徑更小，形成的離子鍵更強，晶格能更大，熔點較高；

(4)根據晶胞結構可知1號砷原子距離坐標原點的距離為晶胞體對角線的，所以坐標為(，，)；根據晶胞結構可知，距離最近的As原子和B原子即為1號砷原子距離坐標原點B原子的距離，所以晶胞體對角線的長度為4a pm，則晶胞的棱長為a pm，則晶胞的體積V=pm3=×10-30cm3；根據均攤法該晶胞中As原子個數為4，B原子個數為=4，所以晶胞的質量m=，所以密度為g/cm3。