Question

硼在地壳中的含量不多，主要存在于硼镁矿、硼砂等富集矿中。回答下列问题：

（1）基态硼原子的核外电子排布式为_______；硼元素的某种同素异形体B₁₂的熔点位2180℃，据此推测B₁₂晶体熔化时破坏的作用力为__________。

（2）硼与其同周期相邻两元素的第一电离能由大到小的顺序是__________。

（3）硼原子最外层只有三个电子，但其电负性较大，原因是_________。

（4）正硼酸(H₃BO₃)是白色固体，其晶体具有六方形对称片状晶格结构，如图所示。

①正硼酸分子中的B原子采取__________杂化；1molH₃BO₃平均形成________mol氢键。

②正硼酸的熔点远远高于硼酸甲酯[B(OCH₃)₃]，原因是________。

（5）写出与BF₃互为等电子体的2种阴离子_________（填化学式）。

（6）下图为立方氟化硼晶胞结构示意图，其中N原子的配位数为____；若N原子半径为a pm，B原子半径为b pm，阿伏伽德罗常数值为N_A，则立方氮化硼晶体的密度为________g/cm³（列式即可）。

Answer

1s22s22p1 共价键（或“非极性键”、“非极性共价键”）、范德华力 C>Be>B B的原子半径较小（其它合理说法亦可） sp2 3 正硼酸分子间能形成分子间氢键，所以熔点较高 NO3-、CO32-、SiO32-或BO33-等 4

【解析】（1）基态硼原子的核外电子数是5，核外电子排布式为1s22s22p1；硼元素的某种同素异形体B12的熔点为2180℃，熔点高，据此推测B12晶体熔化时破坏的作用力为共价键。（2）同周期自左向右第一电离能逐渐增大，但Be的2s轨道处于全充满状态稳定性强，则硼与其同周期相邻两元素的第一电离能由大到小的顺序是C>Be>B。（3）硼原子最外层只有三个电子，但B的原子半径较小，因此其电负性较大。（4）①B只形成了3个单键，没有孤电子对，所以采取sp2杂化；1个硼酸分子形成了6个氢键，但每个氢键是2个硼酸分子共用的，所以平均含3个氢键，则1molH3BO3平均形成3mol氢键。②由于正硼酸分子间能形成分子间氢键，所以熔点较高。（5）原子数和价电子数分别都相等的互为等电子体，则与BF3互为等电子体的阴离子NO3-、CO32-、SiO32-或BO33-等。（6）根据晶胞结构可判断N原子的配位数为4；若N原子半径为a pm，B原子半径为b pm，则立方体的体对角线是4(a+b)pm=4(a+b)×10－10cm，边长＝。晶胞中N原子数目为4，B原子数目为8×1/8+6×1/2=4，晶胞质量为4×25/NAg，所以晶体密度=g/cm3。