Question

【題目】微量元素硼和鎂對(duì)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(yīng)用廣泛。

(1)基態(tài)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(jià)B易形成配離子，如[B(OH)4]－、[BH4]－等。[B(OH)4]－的結(jié)構(gòu)簡式為___________ (標(biāo)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?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，其化學(xué)式可表示為____________(以n表示硼原子的個(gè)數(shù))。

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

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

(6)鎂單質(zhì)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(gè)鎂原子的中心連線構(gòu)成的正四面體幾何體的體積是2a cm3，鎂單質(zhì)的密度為ρ g·cm－3，已知阿伏伽德羅常數(shù)為NA，則鎂的摩爾質(zhì)量的計(jì)算式是________________。

Answer 1

【答案】 小 sp3 NH4+ (BO2)nn- 共價(jià)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(tài)B原子的核電荷數(shù)為5，基態(tài)B的電子排布式為1s22s22p1；Be原子元素2s軌道為全充滿穩(wěn)定狀態(tài)，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(jié)構(gòu)化合物，H3BO3也屬于缺電子化合物，可接受OH-的一對(duì)孤電子對(duì)形成B（OH）4-；中心原子B鍵合電子對(duì)數(shù)目為4，沒有孤電子對(duì)；等電子體是指原子數(shù)目相同，價(jià)電子總數(shù)相同的微粒；

(3)根據(jù)均攤思想分析偏硼酸根離子的化學(xué)式；

(4)硼酸晶體是片層結(jié)構(gòu)，硼酸分子內(nèi)存在共價(jià)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(jià)型分子，而氯化鎂是離子化合物；

(6)鎂單質(zhì)晶體中原子的堆積方式是按ABABABAB…的方式堆積；根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)可知緊鄰的四個(gè)鎂原子的中心連線構(gòu)成的幾何體占整個(gè)晶胞的，而晶胞中含有的鎂原子數(shù)為1+×8=2，根據(jù)ρ＝，即可計(jì)算Mr。

(1)基態(tài)B的電子排布式為1s22s22p1，由泡利原理、洪特規(guī)則，電子排布圖為；Be原子元素2s軌道為全充滿穩(wěn)定狀態(tài)，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(jié)構(gòu)化合物，H3BO3也屬于缺電子化合物，可接受OH-的一對(duì)孤電子對(duì)形成B（OH）4-，所以形成配位鍵，表示為：；B鍵合電子對(duì)數(shù)目為4，沒有孤電子對(duì)，則中心原子的雜化方式為sp3；等電子體是指原子數(shù)目相同，價(jià)電子總數(shù)相同的微粒，則與[BH4]-互為等電子體的陽離子有：NH4+；

(3)根據(jù)均攤思想，無限長鏈?zhǔn)狡�硼酸根離子中，一個(gè)B相當(dāng)于占有O的數(shù)目為1+2×=2，所以其化學(xué)式可表示為：（BO2）nn-；

(4)硼酸晶體是片層結(jié)構(gòu)，硼酸分子內(nèi)存在共價(jià)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(jià)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(diǎn)比氯化鎂的熔點(diǎn)低；

(6)鎂單質(zhì)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(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)可知緊鄰的四個(gè)鎂原子的中心連線構(gòu)成的幾何體占整個(gè)晶胞的，而晶胞中含有的鎂原子數(shù)為1+×8=2，根據(jù)ρ＝，則有Mr=12NAaρ。