Question

硼及其化合物在工业上有许多用途．工业上以铁硼矿为原料制备硼酸，铁硼矿含有Mg、Fe、Ca、Al、B、O等多种元素，它的主要成分为Mg₂B₂O₅•H₂O和Fe₃O₄．

（1）基态铁原子的外围电子层排布为______________，该元素位于元素周期表中的第______________族，在水溶液中常以Fe²⁺、Fe³⁺的形式存在，其中______________更稳定．

（2）以硼酸为原料可制得NaBH₄，B原子的杂化方式为______________。

（3） 第ⅤA族元素的原子R与A原子结合形成RA₃气态分子，其立体结构呈三角锥形．RCl₅在气态和液态时，分子结构如图所示，下列关于RCl₅分子的说法中不正确的是(  )

A．分子中5个R-Cl键键能不都相同

B．键角(Cl-R-Cl)有90°、120、180°几种

C．RCl₅受热后会分解生成分子立体结构呈三角锥形的RCl₃

D．每个原子都达到8电子稳定结构

（4）因为氯化铝易升华，其双聚物Al₂Cl₆结构如图1所示．1mol该分子中含______________个配位键，该分子______________(填“是”或“否”)平面型分子．

（5）纯叠氮酸(HN₃)在常温下是一种液体，沸点较高，为308. 8 K，主要原因是______________。

（6）二硫化碳属于_____________ (填“极性”或“非极性”)分子。

Answer

（1）3d64s2；Ⅷ；Fe3+；

（2）sp3；

（3）D

（4）2NA；否；

（5）HN3分子间存在氢键；

（6）非极性。

【解析】

试题分析：（1）Fe元素原子核外电子数为26，根据能量最低原理，其价电子排布式为3d64s2，在周期表中位于第Ⅷ族，Fe3+离子3d为半满稳定状态，能量较低，比较稳定；故答案为：3d64s2；Ⅷ；Fe3+；

（2）NaBH4中B原子价层电子对数为4+(3+1−1×4)=4，杂化轨道数目为4，其杂化方式为：sp3，故答案为：sp3；

（3）A．键长越短，键能越大，键长不同，所以键能不同，故A正确；B．上下两个顶点与中心R原子形成的键角为180°，中间为平面三角形，构成三角形的键角为120°，顶点与平面形成的键角为90°，所以键角(Cl-R-Cl)有90°、120、180°几种，故B正确；C．RCl5RCl3+Cl2↑，则RCl5受热后会分解生成分子立体结构呈三角锥形的RCl3，故C正确；D．R原子最外层有5个电子，形成5个共用电子对，所以RCl5中R的最外层电子数为10，不满足8电子稳定结构，故D错误。故选D。

（4）Al2Cl6结构中黑色球为Al原子、白色球为Cl原子，Al原子与Cl原子之间形成3个共价键、1个配位键，Al原子杂化轨道数目为4，1mol该分子中含2NA个配位键，该分子不是平面型分子，故答案为：2NA；否；

（5）纯叠氮酸(HN3)在常温下是一种液体，沸点较高，为308.8K，主要原因是HN3分子间存在氢键，使沸点反常的升高，故答案为：HN3分子间存在氢键；

（6）二硫化碳与二氧化碳属于等电子题，是直线分子，属于非极性分子，故答案为：非极性。

【考点定位】考查核外电子排布、杂化方式与空间构型判断、化学键、电离能、晶胞计算等

【名师点晴】由价层电子特征判断分子立体构型：判断时需注意以下两点：（1）价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的立体构型，而分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型，不包括孤电子对。①当中心原子无孤电子对时，两者的构型一致；②当中心原子有孤电子对时，两者的构型不一致。（2）价层电子对互斥模型能预测分子的几何构型，但不能解释分子的成键情况，杂化轨道理论能解释分子的成键情况，但不能预测分子的几何构型。两者相结合，具有一定的互补性，可达到处理问题简便、迅速、全面的效果。