Question

【題目】微量元素硼和鎂對植物的葉的生長和人體骨骼的健康有著十分重要的作用，其化合物也應用廣泛。

(1)基態B原子的電子排布圖為________________________，其第一電離能比Be___________（填“大”或“小”）。

(2)三價B易形成配離子，如[B(OH)4]－、[BH4]－等。[B(OH)4]－的結構簡式為___________ (標出配位鍵)，其中心原子的雜化方式為________，寫出[BH4]－的一種陽離子等電子體_______。

（3）下圖表示多硼酸根的一種無限長的鏈式結構，其化學式可表示為____________(以n表示硼原子的個數)。

（4）硼酸晶體是片層結構，下圖表示的是其中一層的結構。每一層內存在的作用力有_________。

(5)三氯化硼的熔點比氯化鎂的熔點低，原因是_______________________。

(6)鎂單質晶體中原子的堆積模型如下圖，它的堆積模型名稱為_______；緊鄰的四個鎂原子的中心連線構成的正四面體幾何體的體積是2a cm3，鎂單質的密度為ρ g·cm－3，已知阿伏伽德羅常數為NA，則鎂的摩爾質量的計算式是________________。

Answer 1

【答案】 小 sp3 NH4+ (BO2)nn- 共價鍵、氫鍵 三氯化硼為分子晶體，而氯化鎂為離子晶體，范德華力比離子鍵弱 六方最密堆積 12NA·a·ρ

【解析】

(1)基態B原子的核電荷數為5，基態B的電子排布式為1s22s22p1；Be原子元素2s軌道為全充滿穩定狀態，第一電離能高于同周期相鄰元素的；

(2)硼化合物是典型的缺電子結構化合物，H3BO3也屬于缺電子化合物，可接受OH-的一對孤電子對形成B（OH）4-；中心原子B鍵合電子對數目為4，沒有孤電子對；等電子體是指原子數目相同，價電子總數相同的微粒；

(3)根據均攤思想分析偏硼酸根離子的化學式；

(4)硼酸晶體是片層結構，硼酸分子內存在共價鍵，分子間存在氫鍵，分子之間還存在范德華力；

(5)三氯化硼是共價型分子，而氯化鎂是離子化合物；

(6)鎂單質晶體中原子的堆積方式是按ABABABAB…的方式堆積；根據晶胞的結構可知緊鄰的四個鎂原子的中心連線構成的幾何體占整個晶胞的，而晶胞中含有的鎂原子數為1+×8=2，根據ρ＝，即可計算Mr。

(1)基態B的電子排布式為1s22s22p1，由泡利原理、洪特規則，電子排布圖為；Be原子元素2s軌道為全充滿穩定狀態，第一電離能高于同周期相鄰元素的，故第一電離能Be＞B；

(2)硼化合物是典型的缺電子結構化合物，H3BO3也屬于缺電子化合物，可接受OH-的一對孤電子對形成B（OH）4-，所以形成配位鍵，表示為：；B鍵合電子對數目為4，沒有孤電子對，則中心原子的雜化方式為sp3；等電子體是指原子數目相同，價電子總數相同的微粒，則與[BH4]-互為等電子體的陽離子有：NH4+；

(3)根據均攤思想，無限長鏈式偏硼酸根離子中，一個B相當于占有O的數目為1+2×=2，所以其化學式可表示為：（BO2）nn-；

(4)硼酸晶體是片層結構，硼酸分子內存在共價鍵，分子間存在氫鍵，分子之間還存在范德華力；

(5)三氯化硼是共價型分子，其晶體為分子晶體，而氯化鎂是離子化合物，其晶體是離子晶體，因范德華力比離子鍵弱，則三氯化硼的熔點比氯化鎂的熔點低；

(6)鎂單質晶體中原子的堆積方式是按ABABABAB…的方式堆積，是六方最密堆積；根據晶胞的結構可知緊鄰的四個鎂原子的中心連線構成的幾何體占整個晶胞的，而晶胞中含有的鎂原子數為1+×8=2，根據ρ＝，則有Mr=12NAaρ。