Question

10．硼及其化合物在工農業生產中應用廣泛．
（1）基態硼原子的核外電子排布式為1s²2s²2p¹，有3種不同能量的電子．
（2）BF₃溶于水后．在一定條件下可轉化為H₃O⁺•[B（OH）F₃]^-，該物質中陽離子的空間構型為三角錐形，陰離子的中心原子軌道采用sp³雜化．
（3）與BH₄^-互為等電子休的分子是CH₄（或SiH₄）（寫化學式）．
（4）EminBF₄的熔點為12℃，在常溫下為液體，由有機物陽離子[Emin]⁺和[BF4]^-構成．該物質的晶體屬于離子晶體．
（5）一種由硼和釤（Sm）形成的晶體的晶胞結構如圖所示，已知晶胞常數a=n pm，則晶體的密度為$\frac{2.16×1{0}^{32}}{{n}^{3}×{N}_{A}}$g•cm^-3（設N_A為阿伏伽德羅常數的值）．

Answer 1

分析 （1）硼原子的原子序數為5，共排布2個能層，根據能量最低原理書寫最外層電子排布式；不同能級上的電子具有不同的能量；
（2）根據價層電子對互斥理論確定H₃O⁺空間構型、陰離子中中心原子雜化方式．
（3）根據等電子體概念可知，原子數和價電子數都相等的微粒互為等電子體，據此分析；
（4）由陽離子和陰離子構成的化合物為離子化合物；
（5）該晶胞中Sm原子個數為8×$\frac{1}{8}$=1、B原子個數6，再根據ρ=$\frac{m}{V}$計算．

解答 解：（1）硼原子核外電子數為5，基態原子核外電子排布為1S¹2S²2P¹，不同能級上的電子具有不同的能量，故氮原子核外有3種不同能量的電子，
故答案為：1s²2s²2p¹；3；
（2）H₃O⁺中O原子價層電子對個數=3+$\frac{1}{2}$（6-1-3×1）=4且含有一個孤電子對，所以為三角錐形結構，陰離子中中心原子B原子含有4個σ鍵且不含孤電子對，所以B原子采用sp³雜化方式，
故答案為：三角錐形；sp³；
（3）根據等電子體概念可知，原子數和價電子數都相等的微�；�為等電子體，BH₄^-離子中有5個原子，價電子數為8，所以與BH₄^-離子互為等電子體的一種分子為CH₄、SiH₄等，
故答案為：CH₄（或SiH₄）；
（4）EminBF₄由有機物陽離子[Emin]⁺和[BF4]^-構成，由離子構成的化合物屬于離子化合物，
故答案為：離子；
（5）該晶胞中Sm原子個數為8×$\frac{1}{8}$=1、B原子個數6，M=（150+6×11）g/mol=216g/mol，晶胞常數a=n pm，該晶體密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{216}{{N}_{A}}}{（n×1{0}^{-10}）^{3}}$=$\frac{2.16×1{0}^{32}}{{n}^{3}×{N}_{A}}$g•cm^-3，
故答案為：$\frac{2.16×1{0}^{32}}{{n}^{3}×{N}_{A}}$．

點評 本題考查物質結構和性質，為高頻考點，涉及原子的核外電子排布式、離子的空間構型、晶胞計算等知識點，側重考查學生分析判斷、計算及空間想象能力，利用均攤分、價層電子對互斥理論、構造原理等知識點分析解答，晶胞計算是該題的難點，題目難度中等．