Question

【題目】[物質結構與性質]

繼密胺樹脂/石墨烯量子點復合微球新型白光發光材料后，2019年8月13日中國科學院福建物質結構研究所合成了首例缺陷誘導的晶態無機硼酸鹽單一組分白光材料并獲得了該化合物的LED器件。

(1)基態O原子能量最高的電子，其電子云在空間有______個延展方向；C原子的基態電子排布式為______；

(2)與互為等電子體，構型為_______；苯-1,4-二硼酸甲基亞氨基二乙酸酯結構如圖所示，硼原子和氮原子的雜化方式分別為__________、__________。

(3)石墨的熔點大于金剛石的熔點，試分析原因：________。

(4)可用檢驗，其對應的酸有兩種，分別為硫氰酸(HSC≡N）和異硫氰酸(HN=C=S)，這兩種酸中沸點較高的是____________，試分析原因：_________；熱穩定性： _______(填“<”“>”或“=”)。

(5)超高熱導率半導體材料——砷化硼(BAs)晶胞結構如圖所示(As位于體內，B位于頂點和面心)，已知晶胞參數為a pm，阿伏加德羅常數的值為，As原子到B原子最近距離為________(用含a的式子表示)，該晶體的密度是_______g.cm-3 (列出含a、的計算式即可)。

Answer 1

【答案】3 平面正三角形 石墨層內碳碳鍵的鍵長比金剛石碳碳鍵的鍵長短，故石墨鍵能大，熔化時破壞的作用力強，熔點高 異硫氰酸(HN=C=S) 異硫氰酸分子中存在N—H鍵，硫氰酸分子中存在S—H鍵，N原子的電負性大于S原子，易形成分子間氫鍵 <

【解析】

(1)基態O原子能量最高的電子所在能級是2p，電子云在空間有3個延展方向；碳原子的基態電子排布式為。

(2)與互為等電子體，中心原子有3對價層電子對，構型為平面正三角形；根據苯-1，4-二硼酸甲基亞氨基二乙酸酯結構可知，B原子周圍價層電子對為3對，雜化方式為sp2，N原子周圍孤電子對為1對，成鍵電子對為3對，價層電子對為4對，雜化方式為sp3。

(3)石墨層內碳原子采用的是sp2雜化，石墨層內碳碳鍵的鍵長比金剛石碳碳鍵的鍵長短，故石墨鍵能大，熔化時的破壞作用力強，石墨熔點更高；

(4)異硫氰酸分子中存在N—H鍵，硫氰酸分子中存在S—H鍵，N原子的電負性大于S原子，易形成分子間氫鍵；分解溫度低于；原因是MgO比BaO晶格能大易形成穩定的氧化物，所以更易分解，熱穩定性差。

(5)觀察結構，As原子到B原子最近距離正好是整個晶體的體對角線的，故As原子到B原子最近距離；由晶體的密度的計算公式可得， 。