Question

氮元素有着多变价态和种类繁多的化合物，在工农业生产中有重要的应用。

(1)同周期元素中，比氮元素的第一电离能大的元素共有______________种。

(2)NF₃与汞共热可制得N₂F₂。

①NF₃的几何构型为______________，N₂F₂ 中σ键和π键的个数比为_____________。

②已知汞位于第六周期，与锌同族。基态汞原子的价电子排布式为_____________。

(3)H₃N-BH₃分子中B原子的杂化轨道类型为_________，该分子的熔沸点比乙烷高，原因是________________________。

(4)由B、N、F元素组成的离子化合物中，B、N、F原子的个数比为1:1: 8,其阴阳离子是等电子体,该化合物中的阴离子是__________(填离子符号)。

(5)氮化硼晶体结构如图所示。

①该晶体中含有的微粒间作用力为______________________。

②图中N原子的坐标参数为 (，， )；(，，)；(，，)；________。

③已知BN晶胞中相邻且最近的硼、氢原子的核间距为acm，N_A为阿伏加德罗常数的值.其密度为_____________g•cm^-3 (列出计算式即可)。

Answer

2 三角锥形 3:1 5d106s2 sp3 H3N-BH3分子间存在氢键 BF4- 共价键(或极性共价键) (，， )

【解析】

(1)同一周期元素，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于相邻元素；

分子与分子结构相似；的结构式为 ；

汞位于第六周期，与锌同族，已知锌为第四周期元素，价电子排布式为；

氨硼烷 分子中间是配位键，B原子的2s轨道与3个p轨道杂化，形成4个共价键；分子中存在N、H元素，分子间存在氢键；

形成的化合物中F一定是-1价，B最高价只能是+3价，所以N元素一定是+5价，由于形成的是离子化合物，且阴阳离子为等电子体；

氮化硼是原子晶体，晶体中只存在共价键；

结合晶体中4个N原子所处的位置分析；

先确定晶胞的组成和质量，再结合密度公式计算。

同周期自左而右元素的第一电离能呈增大趋势，但氮元素的2p能级有3个电子，处于半满稳定状态，氮元素的第一电离能高于同周期相邻元素，比氮元素的第一电离能大的元素为F和Ne；共有2种；

(2)①分子与分子结构相似，氮原子含有3个共价键和一个孤电子对，所以空间构型是三角锥形；的结构式为 ，根据单键就是键，双键的一根是键、另一根是键，该分子中含3个键和1个键，比值为；

汞位于第六周期，与锌同族，已知锌为第四周期元素，价电子排布式为，则基态汞原子的价电子排布式为；

氨硼烷 分子中间是配位键，B原子的2s轨道与3个p轨道杂化，形成4个共价键，所以采取杂化；分子中存在N、H元素，分子间存在氢键，乙烷中无氢键，氢键的作用力比分子间作用力大，所以该分子的熔沸点比乙烷高；

形成的化合物中F一定是-1价，B最高价只能是+3价，所以N元素一定是+5价，由于形成的是离子化合物，且阴阳离子为等电子体，可推出阳离子是，阴离子是；

氮化硼是原子晶体，B原子和N原子以极性共价键结合；

图中N原子的坐标参数为；；，可知晶胞边长为1，4个N原子分别晶胞的两条对角线上，则结合晶体中4个N原子所处的位置可知另一个原子的坐标参数为：；

晶胞中B原子个数为8×+6×=4，含有N原子个数为4，则晶胞中含4个BN，设晶胞边长为x，则体对角线长度为，即，再由1mol晶胞中含4molBN，可计算晶胞的密度为。