Question

氮化硼（BN）晶體有多種相結(jié)構(gòu)．六方相氮化硼是通常存在的穩(wěn)定相，與石墨相似，具有層狀結(jié)構(gòu)，可作高溫潤(rùn)滑劑．立方相氮化硼是超硬材料，有優(yōu)異的耐磨性．它們的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示．
（1）基態(tài)硼原子的電子排布式為

 

．
（2）關(guān)于這兩種晶體的說(shuō)法，正確的是

 

（填序號(hào)）．
a．立方相氮化硼含有σ鍵和π鍵，所以硬度大
b．六方相氮化硼層間作用力小，所以質(zhì)地軟
c．兩種晶體中的B-N鍵均為共價(jià)鍵
d．兩種晶體均為分子晶體
（3）六方相氮化硼晶體層內(nèi)一個(gè)硼原子與相鄰氮原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為

 

，其結(jié)構(gòu)與石墨相似卻不導(dǎo)電，原因是

 

．
（4）立方相氮化硼晶體中，硼原子的雜化軌道類型為

 

．該晶體的天然礦物在青藏高原地下約300km的古地殼中被發(fā)現(xiàn)．根據(jù)這一個(gè)礦物形成事實(shí)，推斷實(shí)驗(yàn)室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的條件應(yīng)是

 

．
（5）NH₄BF₄（氟硼酸銨）是合成氮化硼納米管的原料之一．1molNH₄BF₄含有

 

mol配位鍵．

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計(jì)算,原子核外電子排布,化學(xué)鍵,判斷簡(jiǎn)單分子或離子的構(gòu)型,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：原子組成與結(jié)構(gòu)專題,化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）基態(tài)硼原子核外有5個(gè)電子，分別位于1s、2s、2p能級(jí)，根據(jù)構(gòu)造原理書寫其基態(tài)的電子排布式；
（2）a．立方相氮化硼含有σ鍵不存在π鍵；
b．六方相氮化硼層間為分子間作用力，作用力小；
c．非金屬元素之間易形成共價(jià)鍵；
d．立方相氮化硼為原子晶體；
（3）根據(jù)B原子和N原子形成的共價(jià)鍵個(gè)數(shù)及孤電子對(duì)個(gè)數(shù)判斷六方相氮化硼晶體層內(nèi)一個(gè)硼原子與相鄰氮原子構(gòu)成的空間構(gòu)型，該物質(zhì)的層狀結(jié)構(gòu)中不存在自由移動(dòng)的電子；
（4）立方相氮化硼晶體中，根據(jù)硼原子共價(jià)鍵個(gè)數(shù)及孤電子對(duì)個(gè)數(shù)之和判斷；在地殼內(nèi)部，離地面越深，其壓強(qiáng)越大、溫度越高；
（5）一個(gè)NH₄BF₄中N原子和其中一個(gè)H原子之間存在配位鍵、B原子和其中一個(gè)F原子之間存在一個(gè)配位鍵，所以含有2個(gè)配位鍵，據(jù)此計(jì)算．

解答： 解：B位于第2周期ⅢA族，核外電子排布式1s²2s²2p¹，形成的六方相氮化硼，每一個(gè)B與3個(gè)N原子相連，每1個(gè)N原子與3個(gè)B原子相連，形平面三角形，向空間發(fā)展成層狀結(jié)構(gòu)．六方相氮化硼，不含π鍵，只含σ鍵，層與層之間通過(guò)范德華力結(jié)合在一起；B原子的電子全部成鍵，能源自由移動(dòng)的電子，不導(dǎo)電．立方相氮化硼每個(gè)B原子與4個(gè)N原子相連，每個(gè)N與2個(gè)B原子相連，構(gòu)成正四面體，向空間發(fā)展形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)．B原子的雜化方式為sp³，由于六方相氮化硼比立方相氮化硼穩(wěn)定，所以由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的條件應(yīng)是高溫高壓．根據(jù)配位鍵理論，NH₄BF₄有1個(gè)N-H和一個(gè)B-F屬于配位鍵．
（1）基態(tài)硼原子核外有5個(gè)電子，分別位于1s、2s、2p能級(jí)，根據(jù)構(gòu)造原理知其基態(tài)的電子排布式1s²2s²2p¹，故答案為：1s²2s²2p¹；
（2）a．立方相氮化硼N原子和B原子之間存在共價(jià)單鍵，所以該化合物中含有σ鍵不存在π鍵，故錯(cuò)誤；
b．六方相氮化硼層間為分子間作用力，作用力小，導(dǎo)致其質(zhì)地軟，故正確；
c．非金屬元素之間易形成共價(jià)鍵，所以N原子和B原子之間存在共價(jià)鍵，故正確；
d．立方相氮化硼為空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，不存在分子，為原子晶體，故錯(cuò)誤；
故選bc；
（3）六方相氮化硼晶體層內(nèi)一個(gè)硼原子與相鄰氮原子形成3個(gè)共價(jià)單鍵，且B原子不存在孤電子對(duì)，所以構(gòu)成的空間構(gòu)型為平面三角形，該物質(zhì)的層狀結(jié)構(gòu)中不存在自由移動(dòng)的電子，所以不導(dǎo)電，
故答案為：平面三角形；層狀結(jié)構(gòu)中沒(méi)有自由移動(dòng)的電子；
（4）立方相氮化硼晶體中，硼原子和四個(gè)N原子形成4個(gè)共價(jià)單鍵，所以B原子的雜化軌道類型為sp³，在地殼內(nèi)部，離地面越深，其壓強(qiáng)越大、溫度越高，根據(jù)題干知，實(shí)驗(yàn)室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的條件應(yīng)是高溫高壓，故答案為：sp³；高溫高壓；
（5）一個(gè)NH₄BF₄中N原子和其中一個(gè)H原子之間存在配位鍵、B原子和其中一個(gè)F原子之間存在一個(gè)配位鍵，所以含有2個(gè)配位鍵，則1mol NH₄BF₄含有2mol配位鍵．
故答案為：2．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，涉及配位鍵、原子雜化方式的判斷、微粒空間構(gòu)型的判斷等知識(shí)點(diǎn)，這些知識(shí)點(diǎn)都是考試高頻點(diǎn)，根據(jù)配位鍵的概念、價(jià)層電子對(duì)互斥理論等知識(shí)點(diǎn)來(lái)分析解答，題目難度中等．