问题 问答题

氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂为起始物,经过一系列反应可以得到BF3和BN,请回答下列问题

(1)基态B原子的电子排布式为_________;B和N相比,电负性较大的是_________,BN中B元素的化合价为_________;

(2)在BF3分子中,F-B-F的键角是_______,B原子的杂化轨道类型为_______,BF3和过量NaF作用可生成NaBF4,BF4的立体结构为_______;

(3)在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中,层内B原子与N原子之间的化学键为________,层间作用力为________;

(4)六方氮化硼在高温高压下,可以转化为立方氮化硼,其结构与金刚石相似,硬度与金刚石相当,晶胞边长为361.5pm,立方氮化硼晶胞中含有______各氮原子、________各硼原子,立方氮化硼的密度是_______g·cm-3(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏伽德罗常数为NA)。

答案

)(1)1s22s22p1;  N; +3          (2)120° ; sp2;   正四面体

(3)共价键(极性共价键); 分子间力

(4)4;   4;   

题目分析:(1)5号元素B的基态B原子的电子排布式为1s22s22p1;B和N相比,由于原子半径B>N,非金属性N>B。所以电负性较大的是N。在BN中B元素的化合价为+3价。(2)BF3分子是平面正三角形分子。在BF3分子中,F-B-F的键角是120°。B原子的杂化轨道类型为sp2;BF3和过量NaF作用可生成NaBF4,在BF4中B原子的杂化方式为sp3,它的立体结构为正四面体。(3)氮化硼晶体与石墨结构相似。在层内B原子与N原子之间的化学键为极性共价键,在层间作用力是分子间作用力。(4)立方氮化硼的结构与金刚石相似,硬度与金刚石相当,在金刚石的一个晶胞中含有C:8×1/8+6×1/2+4=8.则在立方氮化硼晶胞中含有4个氮原子、4硼原子;由于晶胞边长为361.5pm,所以立方氮化硼的密度是g·cm-3

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