Question

硼及硼的化合物有着广泛的用途。请回答下列问题：

(1)硼在元素周期表中的位置为：____________________________________；

(2)硼化镁在39K时呈超导性，在硼化镁晶体的理想模型中，镁原子和硼原子是分层排布的，一层镁一层硼相间排列。图a是该晶体微观空间中取出的部分原子沿Z轴方向的投影，白球是镁原子投影，黑球是硼原子投影，投影在同一平面上。根据图示确定硼化镁的化学式为_____________。

(3)硼酸(H₃BO₃)，白色片状晶体，微溶于水，对人体的受伤组织有防腐消毒作用。H₃BO₃溶液中存在H₃BO₃(aq)＋H₂O(l)[B(OH)₄]^－(aq)＋H^＋(aq)的平衡。硼酸和过量的NaOH溶液反应方程式为：H₃BO₃＋NaOH＝Na[B(OH)₄]。硼酸晶体具有层状结构，每一层结构如图1所示。

①硼酸晶体属于_______晶体(填“离子”、“分子”或“原子”)。

②下列关于硼酸的说法正确的是_______________(填序号)。

a.H₃BO₃是一元酸

b.其水溶液中，水的电离平衡受到抑制

c.晶体中有氢键，因此硼酸分子较稳定

(4)三氟化硼(BF₃)水解生成硼酸和氟硼酸(HBF₄，强酸)。BF₃分子立体构型为___________，BF₄^－的电子式____________。

(5)氨硼烷(NBH₆)是一种有效、安全的固体储氢材料。氨硼烷的结构(如图b)和乙烷相似，氨硼烷分子与硼酸分子中硼原子的杂化轨道类型分别为：___________和___________。

Answer

第二周期ⅢA族 MgB2 分子 a 平面三角形 sp3 sp2

【解析】

硼是5号元素，位于第二周期第ⅢA族；由图a知1个B原子为3个Mg原子共用，1个Mg原子为6个B原子共用，可以计算硼原子和镁原子得个数之比；硼酸晶体中存在H3BO3分子，是分子晶体；硼酸中B原子属于缺电子原子，在水溶液中可以结合水电离出的氢氧根，H3BO3(aq)＋H2O(l)[B(OH)4]－(aq)＋H＋(aq)显酸性，硼酸的加入，促进了水的电离，氢键是体现在物理性质方面；硼的最外层3个电子，三单写在硼原子的三个方向，与4个F结合，有一个F在于B形成共价键时需要得一个电子，所以整体显-1价；根据价层电子对互斥理论，可以计算中心原子的孤电子对数，从而得出杂化方式；氨硼烷的结构(如图b)和乙烷相似，则硼原子的杂化方式与乙烷中的碳一样。

(1) 硼是5号元素，位于第二周期第ⅢA族；

故答案为：第二周期第ⅢA族；

(2) 由图a知1个B原子为3个Mg原子共用，属于一个Mg原子的B原子为 ，1个Mg原子为6个B原子共用，属于一个B原子的Mg原子为 ，可以计算硼原子和镁原子得个数之比：2：1，故硼化镁的化学式为：MgB2；

故答案为：MgB2；

(3) ①硼酸晶体中存在H3BO3分子，是分子晶体；②硼酸中B原子属于缺电子原子，在水溶液中可以结合水电离出的氢氧根，H3BO3(aq)＋H2O(l)[B(OH)4]－(aq)＋H＋(aq)，是一元酸；硼酸的加入，促进了水的电离；氢键是体现在物理性质方面，如熔沸点等；

故答案为：分子；a；

(4) 根据价层电子对互斥理论，可以计算中心原子的孤电子对数， ，无孤电子对数，故分子的立体构型为：平面三角形；硼的最外层3个电子，三单写在硼原子的三个方向，与4个F结合，有一个F在于B形成共价键时需要得一个电子，所以整体显-1价，电子式为：；

故答案为：平面三角形；；

(5)氨硼烷的结构(如图b)和乙烷相似，则硼原子的杂化方式与乙烷中的碳一样，为sp3杂化；硼酸中可以通过公式来计算硼酸跟： ，所以硼酸中硼原子为sp2杂化；

故答案为：sp3 ； sp2。