Question

微量元素硼和镁对植物的叶的生长和人体骨骼的健康有着十分重要的作用，其化合物也应用广泛。

(1)基态B原子的电子排布图为________________________，其第一电离能比Be___________（填“大”或“小”）。

(2)三价B易形成配离子，如[B(OH)₄]^－、[BH₄]^－等。[B(OH)₄]^－的结构简式为___________ (标出配位键)，其中心原子的杂化方式为________，写出[BH₄]^－的一种阳离子等电子体_______。

（3）下图表示多硼酸根的一种无限长的链式结构，其化学式可表示为____________(以n表示硼原子的个数)。

（4）硼酸晶体是片层结构，下图表示的是其中一层的结构。每一层内存在的作用力有_________。

(5)三氯化硼的熔点比氯化镁的熔点低，原因是_______________________。

(6)镁单质晶体中原子的堆积模型如下图，它的堆积模型名称为_______；紧邻的四个镁原子的中心连线构成的正四面体几何体的体积是2a cm³，镁单质的密度为ρ g·cm^－3，已知阿伏伽德罗常数为N_A，则镁的摩尔质量的计算式是________________。

Answer

小 sp3 NH4+ (BO2)nn- 共价键、氢键 三氯化硼为分子晶体，而氯化镁为离子晶体，范德华力比离子键弱 六方最密堆积 12NA·a·ρ

【解析】

(1)基态B原子的核电荷数为5，基态B的电子排布式为1s22s22p1；Be原子元素2s轨道为全充满稳定状态，第一电离能高于同周期相邻元素的；

(2)硼化合物是典型的缺电子结构化合物，H3BO3也属于缺电子化合物，可接受OH-的一对孤电子对形成B（OH）4-；中心原子B键合电子对数目为4，没有孤电子对；等电子体是指原子数目相同，价电子总数相同的微粒；

(3)根据均摊思想分析偏硼酸根离子的化学式；

(4)硼酸晶体是片层结构，硼酸分子内存在共价键，分子间存在氢键，分子之间还存在范德华力；

(5)三氯化硼是共价型分子，而氯化镁是离子化合物；

(6)镁单质晶体中原子的堆积方式是按ABABABAB…的方式堆积；根据晶胞的结构可知紧邻的四个镁原子的中心连线构成的几何体占整个晶胞的，而晶胞中含有的镁原子数为1+×8=2，根据ρ＝，即可计算Mr。

(1)基态B的电子排布式为1s22s22p1，由泡利原理、洪特规则，电子排布图为；Be原子元素2s轨道为全充满稳定状态，第一电离能高于同周期相邻元素的，故第一电离能Be＞B；

(2)硼化合物是典型的缺电子结构化合物，H3BO3也属于缺电子化合物，可接受OH-的一对孤电子对形成B（OH）4-，所以形成配位键，表示为：；B键合电子对数目为4，没有孤电子对，则中心原子的杂化方式为sp3；等电子体是指原子数目相同，价电子总数相同的微粒，则与[BH4]-互为等电子体的阳离子有：NH4+；

(3)根据均摊思想，无限长链式偏硼酸根离子中，一个B相当于占有O的数目为1+2×=2，所以其化学式可表示为：（BO2）nn-；

(4)硼酸晶体是片层结构，硼酸分子内存在共价键，分子间存在氢键，分子之间还存在范德华力；

(5)三氯化硼是共价型分子，其晶体为分子晶体，而氯化镁是离子化合物，其晶体是离子晶体，因范德华力比离子键弱，则三氯化硼的熔点比氯化镁的熔点低；

(6)镁单质晶体中原子的堆积方式是按ABABABAB…的方式堆积，是六方最密堆积；根据晶胞的结构可知紧邻的四个镁原子的中心连线构成的几何体占整个晶胞的，而晶胞中含有的镁原子数为1+×8=2，根据ρ＝，则有Mr=12NA•a•ρ。