Question

【題目】氮化硼(BN)晶體有多種相結(jié)構(gòu)。六方相氮化硼是通常存在的穩(wěn)定相，與石墨相似，只有層狀結(jié)構(gòu)，可作高溫潤滑劑。立方相氮化硼是超硬材料，有優(yōu)異的耐磨性。它們的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。

（1）基態(tài)硼原子的電子排布式為___________________。

（2）下列關(guān)于這兩種晶體的說法，正確的是______________（填序號）

a.立方相氮化硼含有σ鍵和π鍵，所以硬度大

b.六方相氮化硼層間作用力小，所以質(zhì)地軟

c.兩種晶體的B-N鍵均為共價鍵

d.兩種晶體均為分子晶體

e.立方相氮化硼的晶體晶胞中，含有4個B原子，4個N原子

（3）六方相氮化硼晶體層內(nèi)一個硼原子與相鄰氮原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為___________，其結(jié)構(gòu)與石墨相似卻不導(dǎo)電，原因是________________________________。

（4）立方氮化硼和金剛石是等電子體，其晶胞如圖所示，則處于晶胞頂點上的原子配位數(shù)為________________，若晶胞邊長為361.5pm，則立方氮化硼的密度是______________g·cm-3(只要求列算式，不必計算出數(shù)值，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)。

（5）NH4BF4(氟硼酸銨)是合成氮化硼納米管的原料之一，1mol NH4BF4含有___________mol配位鍵。

Answer 1

【答案】 1s22s22p1 bce 平面三角形 層狀結(jié)構(gòu)中沒有自由移動的電子 4 2

【解析】（1）在元素周期表中B是5號元素，基態(tài)硼原子的電子排布式為1s22s22p1。

（2）a項，立方相氮化硼中，N原子和B原子之間存在共價單鍵，所以該化合物中含有σ鍵不存在π鍵，故a錯誤；b項，六方相氮化硼層間為分子間作用力，作用力小，導(dǎo)致其質(zhì)地軟，故b正確；c項，非金屬元素之間易形成共價鍵，所以N原子和B原子之間存在共價鍵，故c正確；d項，立方相氮化硼為空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，不存在分子，為原子晶體，故d錯誤；e項，由均攤法可知，立方相氮化硼的晶胞中含有4個B原子、4個N原子，e正確；故答案為：bce。

（3）六方相氮化硼晶體層內(nèi)一個硼原子與相鄰3個氮原子形成3個σ鍵，無孤電子對，其空間構(gòu)型為平面三角形，其結(jié)構(gòu)與石墨相似，但六方相氮化硼晶體的層狀結(jié)構(gòu)中沒有自動移動的電子，故不導(dǎo)電。

（4）一個立方氮化硼晶胞中含有4個N原子和4個B原子，以B原子為中心，與B原子距離最近且等距離的N原子有4個，則處于晶胞頂點上的原子配位數(shù)為4；一個晶胞的質(zhì)量為 g，晶胞的體積為cm3 = 361.5 pm×10-10cm/ pm，所以ρ = g·cm-3 = g·cm-3。

（5）NH4BF4(氟硼酸銨)含有NH4+、BF4-離子，1個NH4+離子中含有1個配位鍵，1個BF4-離子中也含有1個配位鍵，故1 mol NH4BF4含有2 mol配位鍵。