Question

【題目】硼及其化合物在新材料、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等方面用途很廣。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

元素的基態(tài)原子的價(jià)電子排布圖為______，B、N、O元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>______。

三氟化硼在常溫常壓下為具有刺鼻惡臭和強(qiáng)刺激性氣味的無(wú)色有毒腐蝕性氣體，其分子的立體構(gòu)型為______，B原子的雜化類型為______。

自然界中，含B的鈉鹽是一種天然礦藏，其化學(xué)式寫(xiě)作，實(shí)際上它的陰離子結(jié)構(gòu)單元是由兩個(gè)和兩個(gè)縮合而成的雙六元環(huán)，應(yīng)該寫(xiě)成，其結(jié)構(gòu)式如圖1，它的陰離子可形成鏈狀結(jié)構(gòu)。該陰離子由極性鍵和配位鍵構(gòu)成，請(qǐng)?jiān)诖痤}卷中抄上圖1結(jié)構(gòu)式后用“”標(biāo)出其中的配位鍵，該陰離子通過(guò)______相互結(jié)合形成鏈狀結(jié)構(gòu)。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)硼化鎂在39K時(shí)有超導(dǎo)性，在硼化鎂晶體的理想模型中，鎂原子和硼原子是分層排布的，一層鎂一層硼相間排列。圖2是該晶體微觀結(jié)構(gòu)中取出的部分原子沿z軸方向的投影，白球是鎂原子投影，黑球是硼原子投影。則硼化鎂的化學(xué)式為______。

磷化硼是一種有價(jià)值的超硬耐磨涂層材料，這種陶瓷材料可作為金屬表面的保護(hù)薄膜。磷化硼晶胞如圖3所示，在BP晶胞中B的堆積方式為______，當(dāng)晶胞晶格參數(shù)為478pm時(shí)，磷化硼中硼原子和磷原子之間的最近距離為______cm。

Answer 1

【答案】 平面正三角形 氫鍵 面心立方最密堆積

【解析】

元素處于第二周期IIIA族，價(jià)電子排布式為，結(jié)合泡利原理、洪特規(guī)則畫(huà)出價(jià)電子排布圖；同周期主族元素隨原子序數(shù)增大第一電離能呈增大趨勢(shì)，但IIA族、VA族元素原子最高能級(jí)為全充滿或半充滿穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能高于同周期相鄰的元素；

分子的中心B原子孤電子對(duì)數(shù)，價(jià)層電子對(duì)數(shù)，B原子雜化軌道數(shù)目為3；

形成4個(gè)鍵的B原子中含有1個(gè)配位鍵，氫氧根離子中氧原子與B原子之間形成配位鍵；該陰離子通過(guò)氫鍵相互結(jié)合形成鏈狀結(jié)構(gòu)；

個(gè)B原子為3個(gè)Mg原子共用，1個(gè)Mg原子為6個(gè)B原子共用，均攤法計(jì)算硼原子和鎂原子的個(gè)數(shù)之比，確定硼化鎂的化學(xué)式；

由晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞中B原子處于晶胞頂點(diǎn)與面心，B的堆積方式為面心立方最密堆積；P原子與周圍的4個(gè)B原子最近且形成正四面體結(jié)構(gòu)，二者連線處于體對(duì)角線上，為體對(duì)角線的；

原子核外電子排布式為，由泡利原理、洪特規(guī)則，核外電子排布圖為，同周期主族元素隨原子序數(shù)增大第一電離能呈增大趨勢(shì)，N元素原子2p軌道為半充滿穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能高于同周期相鄰的元素，故第一電離能：；

故答案為：；；

分子的中心B原子孤電子對(duì)數(shù)，價(jià)層電子對(duì)數(shù)；

故答案為：平面正三角形；；

形成4個(gè)鍵的B原子中含有1個(gè)配位鍵，氫氧根離子中氧原子與B原子之間形成配位鍵，圖1中用“”標(biāo)出其中的配位鍵為：，該陰離子通過(guò)氫鍵相互結(jié)合形成鏈狀結(jié)構(gòu)；

故答案為：；氫鍵；

根據(jù)投影可知，1個(gè)B原子為3個(gè)Mg原子共用，1個(gè)Mg原子為6個(gè)B原子共用，故一個(gè)Mg原子的B原子為，由此可知Mg、B原子數(shù)目之比為1：2，故硼化鎂的化學(xué)式為；

故答案為：；

由晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞中B原子處于晶胞頂點(diǎn)與面心，B的堆積方式為面心立方最密堆積；P原子與周圍的4個(gè)B原子最近且形成正四面體結(jié)構(gòu)，二者連線處于體對(duì)角線上，為體對(duì)角線的，立方體的每條邊長(zhǎng)為478pm，則晶胞體對(duì)角線長(zhǎng)為，則P原子與B原子最近距離為；

故答案為：面心立方最密堆積；；