Question

硼及其化合物应用广泛。回答下列问题：

（1）基态B原子的价电子轨道表达式为____________________________，其第一电离能比Be ____________（填“大”或“小”）

（2）氨硼烷（NH₃BH₃）被认为是最具潜力的新型储氢材料之一，分子中存在配位键，提供孤电子对的成键原子是______________。

（3）常温常压下硼酸（H₃BO₃）晶体结构为层状，其二维平面结构如图。

①B原子的杂化方式为_____________。从氢键的角度解释硼酸在冷水中的溶解度小而加热时溶解度增大：________________________________________________________。

② 路易斯酸碱理论认为，任何可接受电子对的分子或离子叫路易斯酸，任何可给出电子对的分子或离子叫路易斯碱。从结构角度分析硼酸是路易斯酸的原因是_______________________________。

Answer

小 N sp2 硼酸分子间通过氢键缔合，加热时，部分氢键被破坏 硼酸分子中B原子有一个2p空轨道

【解析】试题分析：本题考查价电子轨道表示式的书写，第一电离能的比较，配位键，杂化方式的判断，氢键的应用。

（1）B的原子序数为5，B原子核外有5个电子，基态B原子核外电子排布式为1s22s22p1，价电子排布式为2s22p1，价电子轨道表示式为。Be的价电子排布式为2s2，较稳定，B的第一电离能比Be小。

（2）氨硼烷的结构式为，B原子具有空轨道，N原子有孤电子对，N提供孤电子对与B共用，提供孤电子对的成键原子是N。

（3）①根据结构，每个B原子形成3个硼氧σ键且B上没有孤电子对，B原子的杂化方式为sp2杂化。根据结构，常温常压下H3BO3分子间通过氢键缔合，由于氢键具有饱和性，H3BO3分子难与H2O分子间形成氢键；加热时部分H3BO3分子间氢键被破坏，H3BO3分子与水分子间形成氢键，所以硼酸在冷水中的溶解度小而加热时溶解度增大。

②H3BO3分子中B原子有一个2p空轨道，能接受电子对，根据路易斯酸碱理论，硼酸是路易斯酸。