Question

硼（B）及其化合物在化学中具有十分重要的地位，请回答下列有关问题。

（1）基态硼原子中有_______种能量不同的电子，第一电离能介于B和N之间的第二周期元素有_______种。

（2）硼酸（）能够屏蔽核辐射，其晶体具有层状结构（每一层结构如图所示），成片状，有滑腻感，可作润滑剂。

①硼酸晶体内所含有作用力类型有__________________，根据硼酸的分子结构判断硼酸应属于________（填“强酸”“中强酸”或“弱酸”），你的判断依据是_________________________。

②三氟化硼（）水解生成硼酸和氟硼酸（），与互为等电子体的一种阴离子是_________（写化学式）。

（3）六方氮化硼的结构与石墨结构相类似（如图甲），上、下层平行，B、N原子相互交替，层内B—N核间距为acm，层间距为，晶体密度为，晶胞如图乙所示。六方氮化硼晶体中硼原子的杂化类型为___________，其结构与石墨相似却不导电，原因是___________________，网状加德罗常数 ________。（用含 的式子表示）。

Answer

3 3 共价键、氢键、范德华力 弱酸 硼酸分子中非羟基氧原子的数目为0 或 层状结构中没有自由移动的电子，故不导电

【解析】

(1)核外电子按照能量由低到高的顺序排列；同一周期元素，元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素；

(2)①根据硼酸分子结构式和晶体类型判断含有作用力类型；酸性强弱与酸中非羟基氢原子的数目多少有关；

②价电子数和原子数(氢等轻原子不计在内)相同的分子、离子或基团互为等电子体，为4原子构成，价层电子共含有24个，应用位移法解答；

(3)立方相氮化硼晶体中，根据硼原子共价键个数及孤电子对个数之和判断；能导电要含有自由移动的电子或离子；根据晶胞密度计算公式ρ=解答。

(1)基态硼原子核外电子排布式为1s22s22p1，电子在三个能量不同的能级上，则有3种能量不同的电子；同一周期元素，元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，第一电离能介于B和N元素之间的有Be、C、O元素，共3种；

(2)①根据结构图所示，在硼酸[B(OH)3]分子中，硼原子与氧原子形成共价健、羟基中氢原子和氧原子间形成共价键，硼酸分子与硼酸分子间形成氢键、范德华力，；酸中的非羟基氢数目越多，酸性越强，硼酸分子中非羟基氧原子的数目为0，故属于弱酸；

②为4原子构成，价层电子含有24个，利用位移法判断，互为等电子体的一种阴离子有或；

(3) 立方相氮化硼晶体中，硼原子和三个N原子形成3个共价单键，不含孤对电子，形成平面三角形，所以B原子的杂化轨道类型为sp2；能导电要含有自由移动的电子或离子，层状结构中没有自由移动的电子，故不导电；由乙图所示，该晶胞中B原子的个数=×8+1=2，N原子的数目=×2+4×=2，层内B—N核间距为acm，层间距为，晶胞的体积=cm3，晶胞密度计算公式ρ=，则NA===。