Question

铜基及硼系高温超导材料都具有良好的应用前景。回答下列问题：

（1）写出Cu原子价电子的轨道表达式：____________。BF₃的立体构型是____________。

（2）NaBH₄被认为是有机化学上的“万能还原剂”， NaBH₄电子式为____________，其中三种元素的第一电离能由大到小的顺序是_________________。

（3）BH₃·NH₃是一种有效、安全的固体储氢材料，结构如右图所示。 B原子的轨道杂化类型是____________。该物质中含有配位键，其中提供空轨道接受孤对电子的是____________。该物质易溶于水，其原因是____________。

（4）硼与氦形成类似苯的化合物B₃N₃H₆（硼氮苯），俗称无机苯。硼氮苯属于分子____________（填“极性”或“非极性”），一个硼氮苯分子中有____________个σ键，形成π键的电子由____________提供。

（5）硼与镁形成的高温超导材料晶体结构如图所示。该六方晶胞中镁原子与硼原子的数量比为____________，晶体密度d=____________g·cm^-3。

Answer

平面三角形 H＞B＞Na sp3杂化 B原子 该分子属于极性分子，且与水分子之间能形成氢键 非极性 12 N原子 1∶2 或 ×107

（计算式为 ）

【解析】（1）铜的原子序数是29，根据核外电子排布规律可知Cu原子价电子的轨道表达式为。BF3中B中性原子的价层电子对数是3，且不存在孤对电子，所以立体构型是平面三角形。（2）NaBH4是离子化合物， NaBH4电子式为，非金属性越强，第一电离能越大，则其中三种元素的第一电离能由大到小的顺序是H＞B＞Na。（3）BH3·NH3是一种有效、安全的固体储氢材料，结构如右图所示。

B形成的3个共价键，一个配位键，所以B原子的轨道杂化类型是sp3杂化。该物质中含有配位键，其中提供空轨道接受孤对电子的是B。该分子属于极性分子，且与水分子之间能形成氢键，因此该物质易溶于水。（4）苯是非极性分子，所以硼氮苯属于非极性分子。单键都是σ键，双键中含有一个σ键，则一个硼氮苯分子中有12个σ键。B原子最外层电子数是3个，因此形成π键的电子由氮原子提供。（5）根据晶胞结构可知Mg原子个数＝2×1/2+12×1/6=3，B全部在晶胞中，则该六方晶胞中镁原子与硼原子的数量比为1∶2，晶体的体积是，所以晶体密度d=g·cm-3。