Question

19．磷化硼是一種受到高度關注的耐磨涂料，它可用作金屬的表面保護層．磷化硼可由三溴化硼和三溴化磷在氫氣中高溫反應合成．
（1）寫出合成磷化硼的化學反應方程式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構結構式、．
（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）根據元素守恒可寫出合成磷化硼的化學反應方程式；
（2）根據硼原子和磷原子的價層電子對數判斷分子構型，進而畫出三溴化硼分子和三溴化磷分子的立體結構結構式；
（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為體對角線的$\frac{1}{4}$，據此計算．

解答 解：（1）根據元素守恒可知由三溴化硼和三溴化磷在氫氣中高溫反應合成磷化硼的化學反應方程式為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，所以分子空間構型為平面三角形，結構式為，三溴化磷分子中磷原子的價層電子對數為$\frac{5+3}{2}$=4，P原子按sp3方式雜化，有一對孤電子對，所以分子空間構型為三角錐形，結構式為，
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 本題考查了物質結構的綜合性知識，分子的空間構型、晶胞結構的計算等知識點是高考的熱點，應重點掌握，題目難度中等．