Question

【題目】硼普遍存在于蔬果中，是維持骨的健康和鈣、磷、鎂正常代謝所需要的微量元素之一。回答下列問題：

（1）硼原子核外電子占據最高能層的符號是__________，占據最高能級的電子云輪廓圖形狀為___________。價層電子的軌道表達式(電子排布圖)為____________。

（2）硼原子的第二電高能(I2)和第三電離能(I3)的大小關系為：I2______I3(填“>”或“<”),原因是____________。

（3）BF3可用于制造火箭的高能燃料。其分子構型為___________，已知BF3分子中F原子和B原子采用同種雜化方式為____________，BF3分子還中存在大π鍵，可用符號表示(其中m代表參與形成大π鍵的原子數，n代表參與形成大π鍵的電子數，如苯分子中的大π鍵可表示為)，則分子中的大π鍵應表示為____________。

（4）硼酸(H3BO3)晶體為層狀結構。其中一層的結構片段如圖(a)所示，將這些H3BO3分子聚集在一起的作用為____________。

（5）晶體擁有多種變體，但其基本結構單元都是由硼原子組成的正二十面體，如圖(b)，每個頂點為個硼原子，構成的三角形均為等邊三角形，若該結構單元中有10個原子為10B(其余為11B)，那么該結構單元有_________種不同類型。

（6）立方氮化硼(BN)晶體與金剛石晶體互為等電子體，圖(c)為金剛石晶體的晶胞，立方氮化硼晶體可以取出多種晶胞。其中一種晶胞中N全部位于晶胞體內，則B處于____________位置。

Answer 1

【答案】 L 紡錘形(啞鈴型) < B2+失去1個電子比B+失去1個電子需要克服的電性吸引更大，消耗的能量也越高 平面正三角形 sp2雜化 分子間氫鍵、范德華力 3 頂點、面心

【解析】（1）硼原子核外電子排布1s22s22p1，所以占據最高能層的符號是L，占據最高能級2p的電子云輪廓圖形狀為紡錘形(啞鈴型)；價層電子的軌道表達式(電子排布圖)為；正確答案：L； 紡錘形(啞鈴型) ； 。

（2）由于B2+失去1個電子比B+失去1個電子需要克服的電性吸引更大，消耗的能量也越高，因此硼原子的第二電高能(I2)和第三電離能(I3)的大小關系為：I2<I3；正確答案：.< ；B2+失去1個電子比B+失去1個電子需要克服的電性吸引更大，消耗的能量也越高。

（3）BF3分子中硼原子的價層電子對數為=3，B原子按sp2方式雜化，沒有孤電子對，所以分子空間構型為平面三角形，BF3分子中F原子和B原子采用同種雜化方式為sp2雜化；因為大π鍵的符號中m代表參與形成大π鍵的原子數，n代表參與形成大π鍵的電子數(如苯分子中的大π鍵可表示為)，又因為BF3中參與形成大π鍵的原子數為4，形成大π鍵的電子數為6，所以BF3中的大π鍵表示為：。正確答案：平面正三角形 ；sp2雜化； 。

（4）根據圖(a)所示可知，把分子聚集在一起的作用力為范德華力；同時硼酸分子之間還存在有氫鍵；正確答案：分子間氫鍵、范德華力。

（5）若該結構單元中有10個原子為10B(其余為11B)，當選定1個頂點后，與它最近的頂點數為5個，然后就是5個和1個，即二取代物有3種，即結構單元有3種不同類型；正確答案：3。

（6）立方氮化硼化學式為BN，原子個數比為1:1；由于N全部位于晶胞體內，有4個，所以B在頂點和面心上，含有B原子總數為8×1/8+6×1/2=4，符合化學式組成；正確答案：頂點、面心。