Question

硼在半導體工業(yè)中被大量用作半導體摻雜物，同時含硼化合物在殺蟲劑、防腐劑及新型儲氫材料的制造中也有重要的地位．請回答下列問題：
（1）在第2周期的元素中，基態(tài)原子的第一電離能小于硼的元素有

 

種．
（2）硼砂是人們最早使用的含硼化合物之一，其陰離子X^m-（ X^m-中只含B、O、H三種元素）的球棍模型如圖1所示，則在X^m-中，硼原子軌道的雜化類型分別為

 

、

 

；圖中標注為2號的原子與相鄰原子成鍵形成的鍵角

 

4號原子與相鄰原子成鍵形成的鍵角（填“大于”“小于”或“等于”）．在下列各項中，在X^m-內不存在的化學鍵是

 

（填下列序號字母）．

a．離子鍵    b．共價鍵    c．配位鍵
（3）氨硼烷（NH₃BH₃）與鑭鎳合金（LaNi_x）都是優(yōu)良的儲氫材料．鑭鎳合金的晶胞結構示意圖如圖2所示（只有1個原子位于晶胞內部），則x=

 

．氨硼烷在高溫下釋放氫后生成的立方氮化硼晶體，具有類似金剛石的結構，硬度略小于金剛石．則在下列各項中，立方氮化硼晶體不可用作

 

（填下列序號字母）．
a．耐磨材料    b．切削工具    c．導電材料    d．鉆探鉆頭．

Answer 1

考點：原子軌道雜化方式及雜化類型判斷,元素電離能、電負性的含義及應用,鍵能、鍵長、鍵角及其應用,晶胞的計算

專題：化學鍵與晶體結構

分析：（1）同一周期從左到右，第一電離能增大，第IIA族和第IIIA族，第VA族和第VIA族反常；
（2）原子半徑最大的為B原子，最小單位H原子，由球棍模型可以看出，2號B原子形成3個鍵，4號B原子形成4個鍵；根據雜化類型判斷鍵角；非金屬元素之間形成共價鍵，4號B形成4個鍵，其中1個鍵是配位鍵；
（3）利用均攤法計算晶胞中含有的原子數；根據題中給出的方氮化硼晶體的性質判斷用途．

解答： 解：（1）同一周期從左到右，第一電離能增大，第IIA族和第IIIA族，第VA族和第VIA族反常，則第2周期的元素中，基態(tài)原子的第一電離能小于硼的元素只有Li；
故答案為：1；
（2）原子半徑最大的為B原子，最小單位H原子，由球棍模型可以看出，2號B原子形成3個鍵，采取sp²雜化，4號B原子形成4個鍵，采取sp³雜化；2號B原子采取sp²雜化，為平面三角形，鍵角為120°，4號B原子采取sp³雜化，為四面體形，鍵角為109°28′，則2號的原子與相鄰原子成鍵形成的鍵角大于4號原子與相鄰原子成鍵形成的鍵角；
非金屬元素之間形成共價鍵，4號B形成4個鍵，其中1個鍵是配位鍵，所以該陰離子中含有共價鍵和配位鍵，不含離子鍵；
故答案為：sp²；sp³；大于；a；
（3）該晶胞中含La原子個數=8×

1

8

=1，含有Ni=1+8×

1

2

=5，所以其化學式為LaNi₅，則x=5；已知立方氮化硼晶體，具有類似金剛石的結構，硬度略小于金剛石，說明該物質硬度很大，可以用作耐磨材料、切削工具、鉆探鉆頭，沒有導電性，不能作導電材料；
故答案為：5；c．

點評：本題考查了第一電離能的比較、雜化類型的判斷、化學鍵和晶胞的計算等，題目難度中等，側重于基礎知識的綜合應用的考查．