Question

【題目】硼及其化合物在耐高溫合金工業、催化劑制造、高能燃料等方面有廣泛應用。

（1）硼基態原子的電子排布式為_____。硼和鋁可分別形成[BF4]-和[AlF6]3-，[BF4]-的空間構型為___，硼元素不可能形成[BF6]3-的原因是________________。

（2）B2H6是一種高能燃料，它與Cl2反應生成的BCl3可用于半導體摻雜工藝及高純硅制造。由第二周期元素組成的與BCl3互為等電子體的陰離子為________，該陰離子的中心原子雜化方式為_________。

（3）氨硼烷(H3N→BH3)和Ti(BH4)3均為廣受關注的新型儲氫材料。

①B與N的電負性:B______N(填“＞”“＜”或“＝”，下同)。

②Ti(BH4)3由TiCl3和LiBH4反應制得。寫出制備反應的化學方程式:_________。

（4）磷化硼(BP)是受到高度關注的耐磨材料，它可用作金屬表面的保護層。如圖為磷化硼晶胞。

①磷化硼晶體屬于______晶體(填晶體類型)，是否含有配位鍵? _____ (填“是”或“否”)

②晶體中P原子的配位數為_____。

③已知BP的晶胞邊長為anm，NA為阿伏加德羅常數的數值，則磷化硼晶體的密度為_____g·cm-3(用含a、NA的式子表示)。

Answer 1

【答案】 1s22s22p1 正四面體 硼原子的價申子層只有2s和2p四個原子軌道，最多可以形成四個共價鍵 CO32-或NO3- sp2 ＜ TiCl3+3LiBH4==Ti(BH4)3+3LiCl 原子 是 4

【解析】分析：B為5號元素。可以根據中心原子價層電子對數判斷其空間構型。根據等電子原理尋找合適的等電子體。可以根據中心原子的價層電子對數判斷其雜化方式。元素的非金屬性越強，其電負性越強。根據晶體的硬度可以判斷其可能的晶體類型。

詳解：（1）硼基態原子的電子排布式為1s22s22p1。硼和鋁可分別形成[BF4]-和[AlF6]3-，[BF4]-的空間構型為正四面體，硼元素不可能形成[BF6]3-的原因是硼原子的價申子層只有2s和2p四個原子軌道，沒有d軌道，故最多可以形成四個共價鍵。

（2）由第二周期元素組成的與BCl3互為等電子體的陰離子為CO32-或NO3-，該陰離子的中心原子的價能層電子對數為4，故其雜化方式為sp2。

（3）①B的非金屬性比N弱，故電負性:B＜N。

②Ti(BH4)3由TiCl3和LiBH4反應制得，該反應的化學方程式為TiCl3+3LiBH4==Ti(BH4)3+3LiCl。

（4）①磷化硼(BP)是耐磨材料，其硬度必然很大，故磷化硼晶體屬于原子晶體。由晶胞結構可知，B和P的配位數均為4，而B原子最外層只有3個電子、而P原子有孤電子對，故B原子與P原子之間可以形成配位鍵，其中必定含有配位鍵。

②晶體中P原子的配位數為4。

③BP的晶胞邊長為anm，則晶胞的體積為。由晶胞結構示意圖可知，每個晶胞中含有4個P原子和4個B原子，則NA個晶胞的質量為168g，則磷化硼晶體的密度為g·cm-3。