Question

氟代硼酸钾(KBe₂BO₃F₂)是激光器的核心材料，我国化学家在此领域的研究走在了世界的最前列。回答下列问题:

(1)氟代硼酸钾中各元素原子的第一电离能大小顺序是F>O>______________。基态K^＋电子占据最高能级的电子云轮廓图为_____________形。

(2) NaBH₄是有机合成中常用的还原剂，其中阴离子的键角为___________。

(3)下列硼原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为___________、___________(填字母标号)。

A.     B.

C.    D.

(4)硼元素的简单氢化物BH₃不能游离存在，常倾向于形成较稳定的B₂H₆或与其他分子结合。

①B₂H₆分子结构如图，则B原子的杂化方式为_________。

②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，提供孤电子对的成键原子是_______________，写出一种与氨硼烷互为等电子体的分子________________(填化学式)。

(5)磷化硼(BP)是受高度关注的耐磨材料，可作为金属表面的保护层，其结构与金刚石类似，晶胞结构如图所示。P的配位数为_____________，磷化硼晶胞沿z轴在平面的投影图中，B原子构成的几何形状是_______________，已知晶胞边长为apm，则磷化硼晶体的密度是___________g·cm^－3。

Answer

哑铃(纺锤) A D N 4 正方形

【解析】

(1)一般情况下，同周期元素从左到右，第一电离能逐渐增大；同主族元素从上到下，第一电离能逐渐减小，但是第ⅡA族元素和第ⅤA族元素由于其核外电子排布处于全满或者半满，其第一电离能比相邻元素大，则K、Be、B的电离能排序为Be>B>K；

K为19号元素，其核外电子排布为1s22s22p63s23p64s1，失去最外层电子得到K＋，K＋的核外电子排布为1s22s22p63s23p6，占据的最高能级为3p，其电子云轮廓图为哑铃(纺锤)形；

(2)阴离子为BH4－，其价层电子对数目为，不含有孤对电子，则为正四面体形，键角为109°28′；

(3)按照核外电子排布规则，电子在原子核外排布时，要尽可能使电子的能量最低；电子填充时，首先填充能量低的亚层，此外电子在原子核外排布时，将尽可能分占不同的轨道，且自旋平行；则可知能量最低的为A，能量最高的为D；

(4)①根据图示，B与4个H原子形成共价键，则B原子的杂化方式为sp3；

②N核外有5个电子，而B核外有3个电子，N和3个H原子形成共价键，还有一对孤对电子；B与3个H原子形成共价键后，没有额外的价电子；因此NH3BH3中，N可以提供孤对电子，B可以提供空轨道，形成配位键，因此提供孤电子对的成键原子是N；等电子体是指价电子数和原子数相同的分子、离子或原子团；则NH3BH3的等电子体可能为C2H6；

(5)由上下底面的P原子可知，上下底面的中心的P原子均与2个O原子相连，根据晶胞具有重复性，可知每个P原子的配位数为4；晶胞中4个B原子分布正方体中心为中心的正四面体位置，其俯视图中4个B原子形成正方形；根据均摊法，晶胞中含有4个B原子，P原子数=，晶胞质量；晶胞体积，晶胞密度。