Question

19．磷化硼是一種受到高度關(guān)注的耐磨涂料，它可用作金屬的表面保護(hù)層．磷化硼可由三溴化硼和三溴化磷在氫氣中高溫反應(yīng)合成．
（1）寫出合成磷化硼的化學(xué)反應(yīng)方程式BBr₃+PBr₃+3H₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$BP+6HBr．
（2）分別畫出三溴化硼分子和三溴化磷分子的立體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)式、．
（3）磷化硼晶體中磷原子作立方最密堆積，硼原子填入四面體空隙中．已知磷化硼的晶胞邊長a=478pm，計算晶體中硼原子和磷原子的核間距（d_B-P）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)元素守恒可寫出合成磷化硼的化學(xué)反應(yīng)方程式；
（2）根據(jù)硼原子和磷原子的價層電子對數(shù)判斷分子構(gòu)型，進(jìn)而畫出三溴化硼分子和三溴化磷分子的立體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)式；
（3）磷化硼晶體中磷原子作立方最密堆積，硼原子填入四面體空隙中，磷原子分布在面心和頂點上，如圖所示，已知磷化硼的晶胞邊長a=478pm，則晶胞的體對角線長為$\sqrt{3}$a，晶體中硼原子和磷原子的核間距應(yīng)為體對角線的$\frac{1}{4}$，據(jù)此計算．

解答 解：（1）根據(jù)元素守恒可知由三溴化硼和三溴化磷在氫氣中高溫反應(yīng)合成磷化硼的化學(xué)反應(yīng)方程式為BBr₃+PBr₃+3H₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$BP+6HBr，
故答案為：BBr₃+PBr₃+3H₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$BP+6HBr；
（2）三溴化硼分子中硼原子的價層電子對數(shù)為$\frac{3+3}{2}$=3，B原子按sp2方式雜化，沒有孤電子對，所以分子空間構(gòu)型為平面三角形，結(jié)構(gòu)式為，三溴化磷分子中磷原子的價層電子對數(shù)為$\frac{5+3}{2}$=4，P原子按sp3方式雜化，有一對孤電子對，所以分子空間構(gòu)型為三角錐形，結(jié)構(gòu)式為，
故答案為：、；
（3）磷化硼晶體中磷原子作立方最密堆積，硼原子填入四面體空隙中，磷原子分布在面心和頂點上，如圖所示，已知磷化硼的晶胞邊長a=478pm，則晶胞的體對角線長為$\sqrt{3}$a，晶體中硼原子和磷原子的核間距應(yīng)為體對角線的$\frac{1}{4}$，所以d_B-P=$\frac{1}{4}\sqrt{3}×478$pm=207pm，
故答案為：207pm．

點評 本題考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)的綜合性知識，分子的空間構(gòu)型、晶胞結(jié)構(gòu)的計算等知識點是高考的熱點，應(yīng)重點掌握，題目難度中等．