Question

【題目】氮化硼(BN)晶體有多種相結(jié)構(gòu)。六方相氮化硼是通常存在的穩(wěn)定相，與石墨相似，具有層狀結(jié)構(gòu)，可作高溫潤(rùn)滑劑。立方相氮化硼是超硬材料，有優(yōu)異的耐磨性。它們的晶體結(jié)構(gòu)如右圖所示。

⑴基態(tài)硼原子的電子排布式為______________________________。

⑵ 關(guān)于這兩種晶體的說(shuō)法，正確的是_________________(填序號(hào))。

a.立方相氮化硼含有σ鍵和π鍵，所以硬度大 b.六方相氮化硼層間作用力小，所以質(zhì)地軟

c.兩種晶體中的B－N鍵均為共價(jià)鍵 d.兩種晶體均為分子晶體

⑶六方相氮化硼晶體層內(nèi)一個(gè)硼原子與相鄰氮原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為________，其結(jié)構(gòu)與石墨相似卻不導(dǎo)電，原因是______________________________。

⑷立方相氮化硼晶體中，硼原子的雜化軌道類型為___________________。該晶體的天然礦物在青藏高原在下約300Km的古地殼中被發(fā)現(xiàn)。根據(jù)這一礦物形成事實(shí)，推斷實(shí)驗(yàn)室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的條件應(yīng)是____________________________。

⑸NH4BF4(氟硼酸銨)是合成氮化硼納米管的原料之一。1mo NH4BF4含有_____________mol配位鍵。

Answer 1

【答案】1s22s22p1 b、c 平面三角形 層狀結(jié)構(gòu)中沒(méi)有自由移動(dòng)的電子 sp3 高溫、高壓 2

【解析】

B位于第2周期ⅢA族，核外電子排布式1s22s22p1，形成的六方相氮化硼，每一個(gè)B與3個(gè)N原子相連，每1個(gè)N原子與3個(gè)B原子相連，形成平面六邊形結(jié)構(gòu)，向平面發(fā)展成層狀結(jié)構(gòu)．六方相氮化硼，不含π鍵，只含σ鍵，層與層之間通過(guò)范德華力結(jié)合在一起；B原子的電子全部成鍵，晶體中沒(méi)有自由移動(dòng)的電子，不導(dǎo)電．立方相氮化硼每個(gè)B原子與4個(gè)N原子相連，每個(gè)N與4個(gè)B原子相連，構(gòu)成正四面體，向空間發(fā)展形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)．B原子的雜化方式為sp3，由于六方相氮化硼比立方相氮化硼穩(wěn)定，立方相氮化硼的天然礦物在青藏高原在下約300Km的古地殼中被發(fā)現(xiàn)，說(shuō)明由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的條件應(yīng)是高溫高壓．根據(jù)配位鍵理論，NH4BF4有1個(gè)N-H和一個(gè)B-F屬于配位鍵。

（1）基態(tài)硼原子核外有5個(gè)電子，分別位于1s、2s、2p能級(jí)，根據(jù)構(gòu)造原理知其基態(tài)的電子排布式1s22s22p1，故答案為：1s22s22p1；

（2）a．立方相氮化硼N原子和B原子之間只存在共價(jià)單鍵，N和B的價(jià)電子全部參與成鍵，所以該化合物中含有σ鍵，不存在π鍵，故錯(cuò)誤；

b．六方相氮化硼層間為分子間作用力，作用力小，導(dǎo)致其質(zhì)地軟，故正確；

c．非金屬元素之間易形成共價(jià)鍵，所以N原子和B原子之間存在共價(jià)鍵，故正確；

d．立方相氮化硼為空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，不存在分子，為原子晶體，故錯(cuò)誤；

故選bc；

（3）六方相氮化硼晶體層內(nèi)一個(gè)硼原子與相鄰氮原子形成3個(gè)共價(jià)單鍵，且B原子不存在孤電子對(duì)，所以硼原子與相鄰氮原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為平面三角形。該物質(zhì)的層狀結(jié)構(gòu)中不存在自由移動(dòng)的電子，所以不導(dǎo)電，故答案為：平面三角形；層狀結(jié)構(gòu)中沒(méi)有自由移動(dòng)的電子；

（4）立方相氮化硼晶體中，硼原子和四個(gè)N原子形成4個(gè)共價(jià)單鍵，所以B原子的雜化軌道類型為sp3，在地殼內(nèi)部，離地面越深，其壓強(qiáng)越大、溫度越高，根據(jù)題干知，實(shí)驗(yàn)室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的條件應(yīng)是高溫高壓，故答案為：sp3；高溫高壓；

（5）一個(gè)NH4BF4中N原子和其中一個(gè)H原子之間存在配位鍵、B原子和其中一個(gè)F原子之間存在一個(gè)配位鍵，所以含有2個(gè)配位鍵，則1mol NH4BF4含有2mol配位鍵，故答案為：2。