硼元素B在化学中有很重要的地位。硼的化合物在农业、医药、玻璃等方面用途很广。请回答下列问题:
(1)写出与B元素同主族的Ga元素的基态原子核外电子排布式_________________。从原子结构的角度分析,B、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为___________。
(2)立方氮化硼可利用人工方法在高温高压条件下合成,属于超硬材料。同属原子晶体的氮化硼(BN)比晶体硅具有更高硬度和耐热性的原因是_____________________________。
(3)在BF3分子中中心原子的杂化轨道类型是__________,SiF4微粒的空间构型是__________。又知若有d轨道参与杂化,能大大提高中心原子成键能力。试解释为什么BF3、SiF4水解的产物中,除了相应的酸外,前者生成BF4一后者却是生成SiF62—:______________________________________________。
(4)科学家发现硼化镁在39K时呈超导性,在硼化镁晶体的理想模型中,镁原子和硼原子是分层排布的,一层镁一层硼相间排列。下图是该晶体微观空间中取出的部分原子沿Z轴方向的投影,白球是镁原子投影,黑球是硼原子投影,图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。根据图示确定硼化镁的化学式为_______。
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(1) 1s22s22p63s23p63d104s24p1,N > O >B
(2) B-N键长比Si-Si小(或B-N键能较大)
(3) sp2杂化、正四面体。B原子最外电子层为L层,无d轨道;而Si原子最外层为N层,有d轨道,可参与杂化,使Si配位数增加至6
(4)MgB2
【解析】
试题分析:(1) Ga在第四同期第ⅢA,根据构造原理写出Ga元素的基态原子核外电子排布式:1s22s22p63s23p63d104s24p1,同周期元素的第一电离能从左至右有变大的趋势,B、N、O中N的2P轨道上3个电子是半充满结构,第一电离能变大,B、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为:N > O >B;答案:1s22s22p63s23p63d104s24p1,N > O >B。
⑵结构决定性质,B-N键长比Si-Si小,所以BN硬度更大,耐热性更强,更稳定,答案:B-N键长比Si-Si小。
⑶B的三个电子与F形成三个δ键,是sp2杂化,SiF4中心原子硅是sp3杂化,微粒的空间构型是正四面体;BF3 中B原子最外电子层为L层,无d轨道;而Si原子最外层为N层,有d轨道,可参与杂化,使Si配位数增加至6。
⑷如图,取平行四边形所在的晶胞计算:Mg为4×1/4=1,B为2,硼化镁的化学式为MgB2。
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考点:考查学生对电子排布、原子轨道杂化类型与空间构型、第一电离能,结构与性质,以及用均摊法求晶体的化学式。较易。
科目:高中化学 来源: 题型:
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科目:高中化学 来源: 题型:
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科目:高中化学 来源:2012-2013学年山东省菏泽市高三5月份模拟考试化学试卷(解析版) 题型:填空题
硼元素B在化学中有很重要的地位。硼的化合物在农业、医院、玻璃等方面用途很广。请回答下列问题:
(1)写出与B元素同主族的Ga元素的基态原子核外电子分布式 ,从原子结构的角度分析,B、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为 。
(2)立方氮化硼可利用人工方法在高温高压条件下合成,属于超硬材料,同属原子晶体的氮化硼(BN)比晶体硅具有更高硬度和耐热性的原因是 。
(3)在BF3分子中中心原子的杂化轨道类型是 ,SiF4微粒的空间构型是 。
(4)科学家发现硼化镁在39K时呈超导性,在硼化镁晶体的理想模型中,镁原子和硼原子是分层排布的,一层镁一层硼相间排列。图23是该晶体微观窨中取出的部分原子沿Z轴方向的投影,白球是镁原子投影,黑球是硼原子投影,图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。根据图示确定硼化镁的化学式为 。
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科目:高中化学 来源:2013年山东省菏泽市高考化学二模试卷(解析版) 题型:解答题
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