Question

2019年8月13日中国科学家合成了首例缺陷诱导的晶态无机硼酸盐单一组分白光材料Ba₂[Sn(OH)₆][B(OH)₄]₂并获得了该化合物的LED器件，该研究结果有望为白光发射的设计和应用提供一个新的有效策略。

(1)基态Sn原子价电子排布式为_______，基态氧原子的价层电子排布式不能表示为2s²2p_x²2p_y²，因为这违背了_______原理(规则)。

(2)[B(OH)₄]^－中硼原子的杂化轨道类型为______，氧原子的价层电子对互斥模型是_____。[Sn(OH)₆] ^2－中，Sn与O之间的化学键不可能是_____。

a.π键          b.σ键          c.配位键          d.极性键

(3)氨硼烷(NH₃BH₃)被认为是最具潜力的新型储氢材料之一，分子中存在配位键，写出氨硼烷的结构式_______，并写出一种与氨硼烷互为等电子体的分子_______(填化学式)。

(4)已知硼酸(H₃BO₃)为一元弱酸，写出硼酸表现一元弱酸性的电离方程式________。

(5)碳酸钡、碳酸镁分解得到的金属氧化物中，熔点较高的是_______(填化学式)，其原因是___________。

(6)超高热导率半导体材料——砷化硼(BAs)的晶胞结构如图所示，则2号砷原子的坐标为______。已知阿伏加德罗常数的值为N_A，若晶胞中As原子到B原子最近距离为a pm，则该晶体的密度为______g·cm^－3(列出含a、N_A的计算式即可)。

Answer

5s25p2 洪特 sp3 四面体 C2H6 H3BO3+H2O⇌[B(OH)4]－+H+ a MgO BaO、MgO均为离子晶体，镁离子半径比钡离子半径小，MgO的晶格能较大，则其熔点较高

【解析】

根据Sn元素在周期表中的位置和主族元素的价电子排布通式确定其价电子排布式。根据价层电子对互斥理论分析原子的杂化类型和价层电子对互斥模型，根据B与O的成键特点判断其所形成的化学键类型。根据共价键和配位键的成键特点判断氨硼烷的结构式，根据等电子体的概念寻找其等电子体。根据影响晶格能的因素比较离子晶体的熔点高低。根据晶胞结构及其粒子的空间分步特点判断其坐标参数，根据晶胞结构特点确定其边长，根据均摊法确定晶胞中的原子个数，进一步根据晶胞的质量和体积求其密度。

(1)Sn元素为50号元素，位于第五周期IVA族，根据构造原理可得基态Sn原子价电子排布式为5s25p2；根据洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，则基态氧原子的价层电子排布式表示为2s22px22py2违背了洪特规则，正确的价层电子排布式应表示为2s22px22py12pz1，故答案为：5s25p2；洪特；

(2)[B(OH)4]－中硼原子连接四个羟基，其价层电子对数为4，则硼原子的杂化轨道类型为sp3；氧原子的σ键电子对数为2，孤电子对数为2，则氧原子的价层电子对数为4，价层电子对互斥模型是四面体；[Sn(OH)6] 2-的中心离子Sn4+与OH-之间形成配位键，配位键是一种特殊的共价键，则Sn与O之间形成的化学键属于σ键或极性键，不可能是π键，故答案为：sp3；四面体；a；

(3)氨硼烷中B原子提供空轨道，NH3中N原子提供1对孤电子对，形成配位键，则氨硼烷(NH3BH3)的结构式为；与氨硼烷互为等电子体的分子,可以用2个C原子代替B、N原子,则与氨硼烷互为等电子体的一种分子为C2H6，故答案为：；C2H6；

(4)硼酸(H3BO3)为一元弱酸，在水中电离时，硼酸结合水电离出的OH-而呈酸性，即电离生成[B(OH)4]－、H+，电离方程式为H3BO3+H2O⇌[B(OH)4]－+H+，故答案为：H3BO3+H2O⇌[B(OH)4]－+H+；

(5)碳酸钡、碳酸镁分解得到的金属氧化物分别为BaO、MgO，二者均为离子晶体，镁离子半径比钡离子半径小，则MgO的晶格能较大，因此其熔点较高，故答案为：MgO；BaO、MgO均为离子晶体，镁离子半径比钡离子半径小，MgO的晶格能较大，则其熔点较高；

(6)观察晶胞结构可知，2号砷原子的坐标为；观察结构，As原子到B原子最近距离正好是整个晶体的体对角线的，设晶胞的边长为d pm，故As原子到B原子最近距离为，则，As位于晶胞体内，则晶胞含有的As原子数目为4，B位于顶点和面心，晶胞含有的B原子数目为，则该晶体的密度为，故答案为：；。