Question

氮化硼(BN)是一種重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂為起始物，經(jīng)過一系列反應可以得到BF₃和BN，如圖所示：

請回答下列問題：

(1)由B₂O₃制備BF₃、BN的化學方程式依次是__________________________________、

___________________________________________________________________________；

(2)基態(tài)B___________________________________________________________________；

B和N相比，電負性較大的是________，BN中B元素的化合價為________；

(3)在BF₃分子中，F(xiàn)—B—F的鍵角是________，B原子的雜化軌道類型為________，BF₃和過量NaF作用可生成NaBF₄，BF的立體構型為____________；

(4)在與石墨結構相似的六方氮化硼晶體中，層內(nèi)B原子與N原子之間化學鍵為____________，層間作用力為___________________________________________________________________；

(5)六方氮化硼在高溫高壓下，可以轉(zhuǎn)化為立方氮化硼，其結構與金剛石相似，硬度與金剛石相當，晶胞邊長為361.5 pm。立方氮化硼晶胞中含有________個氮原子、________個硼原子，立方氮化硼的密度是________ g·cm^－3(只要求列算式，不必計算出數(shù)值。阿伏加德羅常數(shù)為N_A)。

Answer 1

解析　(1)已知反應物和主要的生成物，根據(jù)原子守恒判斷出次要生成物，寫出化學方程式，配平即可。

(2)B原子核外有5個電子，其基態(tài)電子排布式為1s²2s²2p¹；BN中N的電負性較大，N為－3價，那么B就為＋3價。

(3)因為BF₃的空間構型為平面三角形，所以F—B—F的鍵角為120°。

(4)六方氮化硼晶體結構與石墨相似，故B、N以共價鍵相結合構成分子晶體，其層間作用力是分子間作用力。

答案　(1)B₂O₃＋3CaF₂＋3H₂SO₄2BF₃↑＋3CaSO₄＋3H₂O　B₂O₃＋2NH₃2BN＋3H₂O　(2)1s²2s²2p¹　N�。�3　(3)120°　sp²　正四面體　(4)共價鍵(極性共價鍵)　分子間作用力　(5)4　4