Question

【題目】離子液體由于其具有良好的化學穩定性，較低的熔點和良好的溶解性，應用越來越廣泛。如圖為某離子液體的結構，回答下列問題：

（1）基態N原子的價電子排布圖為______。中，B原子雜化方式為______，與互為等電子體的含氧酸根離子是______（寫出一種即可）；在周期表中，與B的化學性質最相似的鄰族元素是_____，它們性質相似的原因是_____。

（2）NH3極易溶于水的原因與氫鍵有關，用“…”表示氫鍵，結合NH3·H2O的電離推測NH3·H2O可能結構式為_____。

（3）離子液體是在室溫和室溫附近溫度下呈液態的鹽類物質。該離子液體常溫下為液體，而NaBF4常溫下為固體，其原因是_____。

（4）分子中的大鍵可用符號表示，其中m代表參與形成大鍵的原子數，n代表參與形成大鍵的電子數（如苯分子中的大鍵可表示為），則該離子液體的陽離子中存在的一個大鍵可表示為_____。

（5）某硼的含氧酸根離子為無限鏈狀結構，節選部分結構如圖1所示，其離子的化學式可用通式表示為_____（用n代表B原子數）。

（6）某種含B和N兩種元素的功能陶瓷，其晶胞結構如圖2所示。已知該晶胞底面為菱形，其底邊長為acm，高為bcm，晶體密度為_____g·cm-3（列出含有a，b，NA的計算式即可）。

Answer 1

【答案】 sp3 Si 電負性相近 二者均為離子晶體，NaBH4晶格能大 π56 (BO2)nn—或(BnO2n) n—（其他合理答案也可） 或

【解析】

（1）N原子核外價電子數為5，電子排布式為2s22p3；BF4-中B原子的價層電子對數為4；原子個數和價電子數相等的微粒互為等電子體B和Si電負性相近，性質相似；

（2）NH3·H2O的電離方程式為NH3·H2ONH4＋＋OH－，由一水合氨可電離出NH4+和OH-可知，一水合氨中氨分子中的N原子與水分子中的氫原子形成氫鍵；

（3）離子晶體的晶格能越大，熔沸點越高；

（4）的環中的大π鍵由3個碳原子和2個氮原子形成，每個碳原子有1個電子、每個氮原子有2個電子形成大π鍵，由于環帶一個單位正電荷，則共有6個電子形成大π鍵；

（5）由均攤法和滿足O原子的8電子穩定結構推斷可得；

（6）由均攤法計算可得。

（1）N原子核外價電子數為5，電子排布式為2s22p3，則價電子排布圖為；BF4-中B原子的價層電子對數為4，則B原子雜化方式為sp3雜化；原子個數和價電子數相等的微粒互為等電子體，含氧酸根SO42—和BF4-的原子個數都為5，價電子數都為32，互為等電子體；B的電負性為2.04，Si的電負性為1.90，B和Si電負性相近，性質相似，故答案為：；sp3；SO42—；Si；電負性相近；

（2）NH3·H2O的電離方程式為NH3·H2ONH4＋＋OH－，由一水合氨可電離出NH4+和OH-可知，一水合氨中氨分子中的N原子與水分子中的氫原子形成氫鍵，結構式為，故答案為：；

（3）離子晶體的晶格能越大，熔沸點越高，離子液體和NaBF4都是離子化合物，由于NaBF4的晶格能大于離子液體，所以常溫下，離子液體為液體，而NaBF4為固體，故答案為：二者均為離子晶體，NaBH4晶格能大；

（4）的環中的大π鍵由3個碳原子和2個氮原子形成，每個碳原子有1個電子、每個氮原子有2個電子形成大π鍵，由于環帶一個單位正電荷，則共有6個電子形成大π鍵，可表示為π56，故答案為：π56；

（5）由圖可知，黑球表示B原子，白球表示O原子，結構中BO3結構單元通過氧原子連接形成鏈狀結構，則B原子和O原子的數目比1：（2×+1）=1:2，以圖中4個B原子為例，要滿足O原子的8電子穩定結構，需要帶4個單位負電荷，則該離子的化學式可用通式(BO2)nn—或(BnO2n) n—表示，故答案為：(BO2)nn—或(BnO2n) n—；

（6）由圖可知，晶胞中B原子的個數為4×+4×+1=2，N原子個數為2×+2×+1=2，則晶胞的質量為g，由底邊長為acm，高為bcm可知，晶胞的體積為a×asin60°×bcm3= sin60°a2bcm3，則晶體密度為=g/ cm3= g/ cm3，故答案為：或。